Номер 37, страница 30, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 14. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона - номер 37, страница 30.

Условие.

37. С какими силами взаимодействуют два точечных заряда по $5 \text{ нКл}$ каждый, находящиеся на расстоянии $50 \text{ см}$ друг от друга?

Решение.

Дано:

$q_1 = 5 \text{ нКл}$

$q_2 = 5 \text{ нКл}$

$r = 50 \text{ см}$

Перевод в систему СИ:

$q_1 = 5 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}$

$q_2 = 5 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}$

$r = 0.5 \text{ м}$

Найти:

$\text{F}$ - ?

Решение:

Силу взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами можно определить с помощью закона Кулона. Формула закона Кулона имеет вид:

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

где $\text{F}$ — сила взаимодействия (сила Кулона), $q_1$ и $q_2$ — величины зарядов, $\text{r}$ — расстояние между зарядами, а $\text{k}$ — коэффициент пропорциональности, называемый константой Кулона, который в вакууме (и с достаточной точностью в воздухе) равен $k \approx 9 \cdot 10^9 \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{Кл}^2}$.

Подставим данные значения в формулу, предварительно переведя их в систему СИ:

$F = 9 \cdot 10^9 \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{Кл}^2} \cdot \frac{|(5 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}) \cdot (5 \cdot 10^{-9} \text{ Кл})|}{(0.5 \text{ м})^2}$

Выполним вычисления:

$F = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{25 \cdot 10^{-18}}{0.25} \text{ Н}$

$F = 9 \cdot 10^9 \cdot 100 \cdot 10^{-18} \text{ Н}$

$F = 9 \cdot 10^{9+2-18} \text{ Н}$

$F = 9 \cdot 10^{-7} \text{ Н}$

Поскольку оба заряда имеют одинаковый знак (положительный), силы взаимодействия являются силами отталкивания. Согласно третьему закону Ньютона, оба заряда взаимодействуют с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Ответ: Два точечных заряда взаимодействуют с силами отталкивания, модуль каждой из которых равен $9 \cdot 10^{-7} \text{ Н}$.