Задание 3 Параграф 92 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Мякишев, Буховцев 10 класс, Просвещение: 3. Два одинаковых шарика находятся на расстоянии 40 см друг от друга. Заряд одного из них 9 * 10^-9 Кл, а заряд другого -2 * 10^-9 Кл. Шарики привели в соприкосновение и вновь раздвинули на такое же расстояние. Определите силы их взаимодействия до и после соприкосновения. *Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания. 10 myakishev10 92-3 1026

Дано

$$q_1=9\cdot10^{-9}\ \text{Кл}$$

$$q_2=-2\cdot10^{-9}\ \text{Кл}$$

$$r=40\ \text{см}=0{,}4\ \text{м}$$

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

Ход решения

До соприкосновения шарики притягиваются, так как заряды разноимённые. По закону Кулона:

$$F_1=k\frac{|q_1q_2|}{r^2}$$

Подставим значения:

$$ F_1=9\cdot10^9\cdot\frac{9\cdot10^{-9}\cdot2\cdot10^{-9}}{(0{,}4)^2} =9\cdot10^9\cdot\frac{18\cdot10^{-18}}{0{,}16} \approx1{,}0\cdot10^{-6}\ \text{Н} $$

После соприкосновения одинаковые шарики получают одинаковые заряды:

$$q’=\frac{q_1+q_2}{2}=\frac{9\cdot10^{-9}-2\cdot10^{-9}}{2}=3{,}5\cdot10^{-9}\ \text{Кл}$$

Тогда сила взаимодействия после соприкосновения:

$$F_2=k\frac{{q’}^2}{r^2}$$

$$ F_2=9\cdot10^9\cdot\frac{(3{,}5\cdot10^{-9})^2}{(0{,}4)^2} \approx6{,}9\cdot10^{-7}\ \text{Н} $$

После соприкосновения шарики будут отталкиваться, так как их заряды становятся одинаковыми по знаку.

Ответ

До соприкосновения: $$F_1\approx1{,}0\cdot10^{-6}\ \text{Н}$$, после соприкосновения: $$F_2\approx6{,}9\cdot10^{-7}\ \text{Н}$$.