Задание 2 Параграф 92 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Мякишев, Буховцев 10 класс, Просвещение: 2. С какой силой взаимодействовали бы две капли воды на расстоянии 1 км, если бы удалось передать одной из капель 1% всех электронов, содержащихся в другой капле массой 0,03 г? *Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания. 10 myakishev10 92-2 1026

Дано

$$r=1\ \text{км}=10^3\ \text{м}$$

$$m=0{,}03\ \text{г}=3\cdot10^{-5}\ \text{кг}$$

$$n=1\%=0{,}01$$

$$k=9\cdot10^9\ \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2$$

$$e=1{,}6\cdot10^{-19}\ \text{Кл}$$

$$N_A=6{,}02\cdot10^{23}\ \text{моль}^{-1}$$

$$M=18\cdot10^{-3}\ \text{кг/моль}$$

Ход решения

По закону Кулона модуль силы взаимодействия зарядов:

$$F=\frac{kq^2}{r^2}$$

В капле воды число молекул:

$$N=\frac{m}{M}N_A$$

В одной молекуле воды содержится 18 электронов, значит число электронов в капле:

$$N_e=18\frac{m}{M}N_A$$

Если передать другой капле $$1\%$$ всех электронов, то модуль заряда каждой капли будет равен:

$$q=0{,}01\cdot 18\frac{m}{M}N_Ae$$

Тогда сила взаимодействия:

$$ F=\frac{kq^2}{r^2} =\frac{k}{r^2}\left(0{,}01\cdot 18\frac{m}{M}N_Ae\right)^2 $$

Подставим значения:

$$ F=\frac{9\cdot10^9}{(10^3)^2} \left(0{,}01\cdot 18\cdot\frac{3\cdot10^{-5}}{18\cdot10^{-3}}\cdot 6{,}02\cdot10^{23}\cdot1{,}6\cdot10^{-19}\right)^2 $$

$$F\approx 2{,}3\cdot10^6\ \text{Н}$$

Ответ

$$F\approx 2{,}3\cdot10^6\ \text{Н}$$