№686 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Рымкевич 10-11 класс, Дрофа: Два шарика, расположенные на расстоянии 10 см друг от друга, имеют одинаковые отрицательные заряды и взаимодействуют с силой 0,23 мН. Найти число избыточных электронов на каждом шарике.

Дано

$$r=10\ \text{см}=0{,}1\ \text{м}$$

$$F=0{,}23\ \text{мН}=2{,}3\cdot10^{-4}\ \text{Н}$$

$$e=1{,}6\cdot10^{-19}\ \text{Кл}$$

Найти: $$N-?$$

Ход решения

Заряд шарика равен произведению числа избыточных электронов на элементарный заряд:

$$q=Ne$$

По закону Кулона для двух одинаковых зарядов:

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

Отсюда

$$N=\sqrt{\frac{Fr^2}{ke^2}}$$

Подставим значения:

$$ N=\sqrt{\frac{2{,}3\cdot10^{-4}\cdot(0{,}1)^2}{9\cdot10^9\cdot(1{,}6\cdot10^{-19})^2}} $$

$$N\approx1\cdot10^{11}$$

Значит, на каждом шарике находится примерно $$10^{11}$$ избыточных электронов.

Ответ

$$N=10^{11}$$ электронов на каждом шарике.