Определите силу взаимодействия между электрическими зарядами q1 = 5∙10-4 Кл и q 2 = 2∙10-5 Кл, находящимися...

Для определения силы взаимодействия между электрическими зарядами ( q_1 ) и ( q_2 ), находящимися в дистиллированной воде на расстоянии ( r ), используется закон Кулона, который в общем виде записывается следующим образом:

[ F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2} ]

где:

• ( F ) — сила взаимодействия,
• ( k ) — коэффициент пропорциональности, зависящий от среды,
• ( q_1 ) и ( q_2 ) — величины зарядов,
• ( r ) — расстояние между зарядами.

В вакууме коэффициент ( k ) имеет значение:

[ k = \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0} ]

где ( \varepsilon_0 ) — электрическая постоянная, ( \varepsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12} \ \text{Ф/м} ).

Однако, в данном случае заряды находятся в дистиллированной воде, которая является диэлектриком. Для диэлектрика коэффициент ( k ) изменяется и записывается как:

[ k = \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0 \varepsilon_r} ]

где ( \varepsilon_r ) — диэлектрическая проницаемость среды. Для дистиллированной воды ( \varepsilon_r \approx 80 ).

Теперь подставим все известные значения в формулу:

1. Заряды: ( q_1 = 5 \times 10^{-4} \ \text{Кл} ) и ( q_2 = 2 \times 10^{-5} \ \text{Кл} ).
2. Расстояние: ( r = 5 \ \text{см} = 0.05 \ \text{м} ).
3. Диэлектрическая проницаемость воды: ( \varepsilon_r = 80 ).

Тогда:

[ k = \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0 \varepsilon_r} = \frac{1}{4 \pi \times 8.85 \times 10^{-12} \ \text{Ф/м} \times 80} ]

Выполним расчет для ( k ):

[ k = \frac{1}{4 \pi \times 8.85 \times 10^{-12} \times 80} \approx 1.12 \times 10^{9} \ \text{Н} \cdot \text{м}^2 / \text{Кл}^2 ]

Теперь подставим все значения в закон Кулона:

[ F = 1.12 \times 10^{9} \times \frac{(5 \times 10^{-4}) \times (2 \times 10^{-5})}{(0.05)^2} ]

Выполним расчет числителя и знаменателя:

[ F = 1.12 \times 10^{9} \times \frac{10^{-8}}{2.5 \times 10^{-3}} ] [ F = 1.12 \times 10^{9} \times 4 \times 10^{-6} ]

Теперь умножим:

[ F = 4.48 \times 10^{3} \ \text{Н} ]

Таким образом, сила взаимодействия между зарядами ( q_1 ) и ( q_2 ) в дистиллированной воде на расстоянии 5 см друг от друга составляет ( 4.48 \times 10^{3} \ \text{Н} ).

Для определения силы взаимодействия между электрическими зарядами в дистиллированной воде мы можем использовать закон Кулона. Согласно этому закону, сила взаимодействия между двумя зарядами пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Используя формулу для закона Кулона: F = k |q1 q2| / r^2, где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (8,99∙10^9 Н∙м^2/Кл^2), q1 и q2 - величины зарядов, а r - расстояние между зарядами, мы можем вычислить значение силы.

Подставляя данные в формулу, получаем: F = 8,99∙10^9 |5∙10^-4 2∙10^-5| / (0,05)^2 = 8,99∙10^9 * |10^-8| / 0,0025 = 8,99∙10^1 Н ≈ 89 Н

Таким образом, сила взаимодействия между электрическими зарядами q1 = 5∙10^-4 Кл и q2 = 2∙10^-5 Кл, находящимися в дистиллированной воде на расстоянии 5 см друг от друга, составляет примерно 89 Н.