Номер 2, страница 9, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

2. Сформулируйте закон Кулона.

2. Закон Кулона — это фундаментальный закон электростатики, описывающий силу взаимодействия между двумя неподвижными точечными электрическими зарядами.

Словесная формулировка закона: сила электростатического взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Эта сила направлена вдоль прямой, соединяющей заряды. Одноимённые заряды отталкиваются, а разноимённые — притягиваются.

Математически закон Кулона для зарядов в вакууме выражается формулой: $F = k \frac{|q_1| \cdot |q_2|}{r^2}$ где:

• $\text{F}$ — модуль силы Кулона, измеряется в ньютонах (Н);

• $q_1$ и $q_2$ — величины взаимодействующих точечных зарядов, измеряются в кулонах (Кл);

• $\text{r}$ — расстояние между центрами зарядов, измеряется в метрах (м);

• $\text{k}$ — коэффициент пропорциональности, называемый постоянной Кулона. В системе СИ его значение для вакуума составляет $k = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \approx 8.98755 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2 / \text{Кл}^2$, где $\epsilon_0$ — электрическая постоянная.

Если заряды находятся не в вакууме, а в однородной диэлектрической среде, сила взаимодействия между ними ослабевает. В формулу вводится диэлектрическая проницаемость среды $\epsilon$: $F = k \frac{|q_1| \cdot |q_2|}{\epsilon r^2}$

В векторной форме, которая указывает и направление силы, закон записывается следующим образом: $\vec{F}_{12} = k \frac{q_1 q_2}{r^3} \vec{r}_{12}$ где $\vec{F}_{12}$ — вектор силы, действующей на заряд $q_2$ со стороны заряда $q_1$, а $\vec{r}_{12}$ — радиус-вектор, проведенный от заряда $q_1$ к заряду $q_2$. Знак произведения $q_1 q_2$ определяет направление силы: если заряды одноимённые ($q_1 q_2 > 0$), сила будет направлена в ту же сторону, что и $\vec{r}_{12}$ (отталкивание), а если разноимённые ($q_1 q_2 < 0$) — в противоположную (притяжение).

Ответ: Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула: $F = k \frac{|q_1| \cdot |q_2|}{r^2}$.