Задачи по физике решаем вместе

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.

Дано:
\(R=0,4\;\text{м}\)
\(q_1=9*10^{-9}\;\text{Кл}\)
\(q_2=-2*10^{-9}\;\text{Кл}\)
Найти: \(F_1,\;F_2\)

Сила взаимодействия заряженных тел определяется законом Кулона:

\(F=\frac{q_1q_2}{4\pi \varepsilon_0 R^2}\)

Для расчета величины силы взаимодействия берутся модули зарядов, т.е. знаки зарядов не учитываются. А направление силы взаимодействия определяется знаками зарядов: одноименные отталкиваются, разноименные притягиваются.

До соприкосновения:  притягиваются с силой

\(F_1=\frac{9*10^{-9}*2*10^{-9}}{4*3,14*8,85*10^{-12}*0,4^2}\approx 10^{-6}\;H\)

После соприкосновения суммарный заряд одинаковых шариков перераспределится поровну между ними. 

\(q_{11}=q_{21}=\frac{9*10^{-9}-2*10^{-9}}{2}=3,5*10^{-9}\;\text{Кл}\)

После соприкосновения заряды одноименные и шарики отталкиваются с силой

\(F_2=\frac{(3,5*10^{-9})^2}{4*3,14*8,85*10^{-12}*0,4^2}\approx 0,7*10^{-6}\;H\)