Номер 32.6, страница 73 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Электрические явления - номер 32.6, страница 73.

Условие.

Задание 32.6. Два одинаковых маленьких металлических шарика, имеющие заряды +0,2 мкКл и –0,4 мкКл соответственно, привели в соприкосновение и развели на прежнее расстояние друг от друга. Чему равен заряд каждого шарика (в мкКл) после соприкосновения? Как изменилась сила их взаимодействия?

Решение.

Дано:

$q_1 = +0,2$ мкКл
$q_2 = -0,4$ мкКл

$q_1 = +0,2 \cdot 10^{-6}$ Кл
$q_2 = -0,4 \cdot 10^{-6}$ Кл

Найти:

$q'$ — заряд каждого шарика после соприкосновения.
$\frac{F_1}{F_2}$ — изменение силы взаимодействия.

Решение:

1. Найдем заряд каждого шарика после соприкосновения. Поскольку шарики одинаковые и проводящие, при их контакте общий заряд перераспределится между ними поровну. Согласно закону сохранения электрического заряда, суммарный заряд системы до и после взаимодействия остается неизменным.

Суммарный заряд шариков до соприкосновения:

$Q = q_1 + q_2 = +0,2 \text{ мкКл} + (-0,4 \text{ мкКл}) = -0,2 \text{ мкКл}$

После соприкосновения этот заряд распределится поровну, и заряд каждого шарика $q'$ станет:

$q' = \frac{Q}{2} = \frac{-0,2 \text{ мкКл}}{2} = -0,1 \text{ мкКл}$

2. Определим, как изменилась сила их взаимодействия. Сила электростатического взаимодействия (сила Кулона) между двумя точечными зарядами определяется формулой:

$F = k \frac{|q_a q_b|}{r^2}$

где $\text{k}$ — коэффициент пропорциональности, $q_a$ и $q_b$ — величины зарядов, $\text{r}$ — расстояние между ними.

Модуль силы взаимодействия до соприкосновения ($F_1$):

$F_1 = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2} = k \frac{|(+0,2) \cdot (-0,4)|}{r^2} = k \frac{0,08}{r^2}$

Поскольку заряды были разноименными (+ и –), шарики притягивались.

Модуль силы взаимодействия после соприкосновения ($F_2$), когда шарики развели на прежнее расстояние $\text{r}$:

$F_2 = k \frac{|q' q'|}{r^2} = k \frac{|(-0,1) \cdot (-0,1)|}{r^2} = k \frac{0,01}{r^2}$

Поскольку заряды стали одноименными (оба –), шарики стали отталкиваться.

Найдем отношение модулей сил, чтобы определить, как изменилась величина силы:

$\frac{F_1}{F_2} = \frac{k \frac{0,08}{r^2}}{k \frac{0,01}{r^2}} = \frac{0,08}{0,01} = 8$

Это означает, что модуль силы взаимодействия уменьшился в 8 раз. Кроме того, сила изменила свое направление с притяжения на отталкивание.

Ответ: заряд каждого шарика после соприкосновения стал равен -0,1 мкКл. Сила взаимодействия изменила направление с притяжения на отталкивание, а ее модуль уменьшился в 8 раз.