Определите силу взаимодействия двух точечных зарядов +9 нКл и -4 нКл, находящихся в вакууме на расстоянии 3 см друг от друга.
Подробное объяснение
Для решения задачи применяется закон Кулона: F = k * |q1 * q2| / r^2, где k = 9·10^9 Н·м²/Кл². Подставляем значения: q1 = 9·10^(-9) Кл, q2 = -4·10^(-9) Кл, r = 0,03 м. Модуль произведения зарядов равен 36·10^(-18) Кл², квадрат расстояния — 9·10^(-4) м². Вычисляем силу: F = 9·10^9 * (36·10^(-18) / 9·10^(-4)) = 3,6·10^(-4) Н = 360 мкН. Заряды разноимённые, поэтому сила является силой притяжения, но в ответе указывается модуль силы.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
1
Что такое закон Кулона?
Закон Кулона определяет силу электростатического взаимодействия между двумя точечными зарядами: F = k * |q1 * q2| / r^2, где k — коэффициент пропорциональности (в вакууме 9·10^9 Н·м²/Кл²), q1 и q2 — величины зарядов, r — расстояние между ними.
2
Как перевести нанокулоны (нКл) в кулоны (Кл)?
1 нКл = 10^(-9) Кл. Например, 9 нКл = 9·10^(-9) Кл.
3
Как перевести сантиметры (см) в метры (м)?
1 см = 0,01 м. Например, 3 см = 0,03 м.
Типичные ошибки
1
Забывают перевести единицы измерения в СИ (нКл → Кл, см → м).
Если не перевести единицы, результат будет неверным. Например, оставив расстояние в см, получим силу в 10^4 раз меньше истинной.
2
Путают знак заряда и считают силу отрицательной.
В закон Кулона подставляется модуль произведения зарядов, поэтому знак не влияет на численное значение силы. Знак определяет направление (притяжение или отталкивание), а в ответе обычно указывается модуль.
3
Неправильно вычисляют квадрат расстояния (например, 0,03^2 = 0,0009, а не 0,09).
Ошибка в возведении в степень приводит к изменению результата на порядки. Важно аккуратно вычислять: (0,03)^2 = 0,0009 = 9·10^(-4).