Задача:
Два одинаковых точечных заряда находятся на расстоянии 10 см друг от друга. Сила взаимодействия между ними равна 9 мН. Определите величину каждого заряда.
Решение:
- Запишем формулу закона Кулона:
$$F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$$
Где:
- $$F$$ - сила взаимодействия (9 мН = 0,009 Н)
- $$k$$ - электростатическая постоянная ($$8.9875 \times 10^9 \frac{Н \cdot м^2}{Кл^2}$$)
- $$q_1$$ и $$q_2$$ - величины зарядов
- $$r$$ - расстояние между зарядами (10 см = 0,1 м)
- Так как заряды одинаковы ($$q_1 = q_2 = q$$), то:
$$F = k \frac{q^2}{r^2}$$
Решим относительно q:
$$q^2 = \frac{F \cdot r^2}{k}$$
$$q = \sqrt{\frac{F \cdot r^2}{k}}$$
Подставим значения:
$$q = \sqrt{\frac{0.009 \cdot (0.1)^2}{8.9875 \times 10^9}} = \sqrt{\frac{0.009 \cdot 0.01}{8.9875 \times 10^9}} = \sqrt{\frac{9 \times 10^{-5}}{8.9875 \times 10^9}} = \sqrt{1.0014 \times 10^{-14}} \approx 1.0007 \times 10^{-7}$$ Кл = 100.07 нКл
Ответ: величина каждого заряда приблизительно равна 100 нКл.