Номер 1, страница 135 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

1. Сформулируйте закон сохранения заряда, закон Кулона.

Закон сохранения заряда

В электрически изолированной (замкнутой) системе алгебраическая сумма электрических зарядов всех тел остается постоянной. Это один из фундаментальных законов природы, который означает, что электрический заряд не может быть создан или уничтожен, а может лишь передаваться от одного тела к другому или перераспределяться внутри системы.

Если система состоит из $n$ тел с зарядами $q_1, q_2, \ldots, q_n$, то закон сохранения заряда можно записать в виде формулы:

$q_1 + q_2 + \ldots + q_n = \text{const}$

Таким образом, полный заряд замкнутой системы до любого взаимодействия (например, соприкосновения, трения) равен полному заряду системы после этого взаимодействия.

Закон Кулона

Закон Кулона определяет силу электростатического взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами. Он гласит, что сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Направление силы зависит от знаков зарядов:

• одноименные заряды (оба положительные или оба отрицательные) отталкиваются;
• разноименные заряды (один положительный, другой отрицательный) притягиваются.

Сила направлена вдоль прямой, соединяющей центры зарядов.

Математически закон Кулона для модуля силы выражается формулой:

$F = k \frac{|q_1| \cdot |q_2|}{r^2}$

где:
$F$ – модуль силы взаимодействия (силы Кулона) в ньютонах (Н);
$q_1$ и $q_2$ – величины точечных зарядов в кулонах (Кл);
$r$ – расстояние между зарядами в метрах (м);
$k$ – коэффициент пропорциональности, называемый постоянной Кулона. В системе СИ его значение равно $k = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \approx 9 \cdot 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2$, где $\varepsilon_0$ – электрическая постоянная.

Если заряды находятся в однородной диэлектрической среде с диэлектрической проницаемостью $\varepsilon$, то сила взаимодействия ослабевает в $\varepsilon$ раз по сравнению с вакуумом:

$F = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0\varepsilon} \frac{|q_1| \cdot |q_2|}{r^2}$

Ответ: Закон сохранения заряда гласит, что в замкнутой системе алгебраическая сумма электрических зарядов всех тел остается постоянной ($q_1 + q_2 + \ldots + q_n = \text{const}$). Закон Кулона определяет силу взаимодействия двух точечных зарядов: сила прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними ($F = k \frac{|q_1| \cdot |q_2|}{r^2}$).