Мой опыт с проводящими заряженными шарами на расстоянии друг от друга помог мне понять, как изменяется сила отталкивания между ними в зависимости от их зарядов.
Итак, у нас есть два одинаковых проводящих заряженных шара, находящихся на расстоянии r60 см. Первоначально сила отталкивания между ними равна F1 70*10^-6 H. Затем мы приводим их в соприкосновение и удаляем на прежнее расстояние, после чего сила отталкивания возрастает до F2 1,6*10^-4 H.Чтобы определить заряды q1 и q2 на шарах до их соприкосновения, используем закон Кулона для силы между двумя точечными зарядами⁚
F k * |q1 * q2| / r^2
где F, сила, k — постоянная Кулона, q1 и q2 — заряды шаров, r — расстояние между шарами.Учитывая, что шары имеют равные заряды, обозначим их как q. Тогда формулу можно переписать как⁚
F k * |q^2| / r^2
Сначала использовав изначальные данные, найдем значение q⁚
70*10^-6 k * |q^2| / (0٫6^2)
Разделив обе стороны на k * 0,6^2, получим⁚
|q^2| 70*10^-6 * (0,6^2) / k
|q^2| 0,0252 * 10^-5 / k
Теперь можно найти значение q^2٫ возведя обе стороны в квадрат⁚
q^2 0,0252 * 10^-5 / k
Зная, что сила отталкивания равна k * |q^2| / r^2, можно заменить q^2 на q1 * q2⁚
F1 k * |q1 * q2| / r^2
70*10^-6 k * |q1 * q2| / (0,6^2)
Также мы знаем, что после того, как шары были приведены в соприкосновение и удалены друг от друга на прежнее расстояние, сила отталкивания возросла до F2 1٫6*10^-4 H⁚
F2 k * |q1 * q2| / (0,6^2)
Используя эти уравнения, можно найти значения q1 и q2. Подставим значение q^2 из предыдущего уравнения в уравнение для F1⁚
70*10^-6 k * (0٫0252 * 10^-5 / k) / (0٫6^2)
70*10^-6 0,0252 * 10^-5 / (0,6^2)
Упрощая выражение, получим⁚
10^6 0,0252 / (0,6^2)
10^6 0,0252 / 0,36
10^6 0,07
Таким образом, значение q1 и q2 равно 0,07 Кл, что является зарядом шаров до их соприкосновения;
Этот опыт показал мне, что заряды проводящих заряженных шаров могут изменяться при соприкосновении и удалении. Использование закона Кулона позволяет нам определить эти значения и дает понимание взаимодействия зарядов в системе.