Номер 5, страница 170 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 6. Электрические явления. § 42*. Закон Кулона. Вопросы для самопроверки - номер 5, страница 170.

Условие.

5. Формуле какого другого известного вам физического закона аналогична формула закона Кулона?

Решение.

Формула закона Кулона, описывающая силу взаимодействия между двумя точечными электрическими зарядами, по своей математической структуре аналогична формуле закона всемирного тяготения, который описывает гравитационное взаимодействие между телами, обладающими массой.

Сравним обе формулы:

1. Закон Кулона:

$F_э = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$

В этой формуле $F_э$ – это сила электростатического взаимодействия, $\text{k}$ – коэффициент пропорциональности, $q_1$ и $q_2$ – величины взаимодействующих зарядов, а $\text{r}$ – расстояние между ними.

2. Закон всемирного тяготения:

$F_г = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$

Здесь $F_г$ – сила гравитационного притяжения, $\text{G}$ – гравитационная постоянная, $m_1$ и $m_2$ – массы взаимодействующих тел, а $\text{r}$ – расстояние между их центрами масс.

Аналогия заключается в следующем:

• Обе формулы описывают силу, которая обратно пропорциональна квадрату расстояния между объектами ($F \propto \frac{1}{r^2}$). Это так называемые законы обратных квадратов.
• В обоих случаях сила прямо пропорциональна произведению фундаментальных свойств тел: произведению величин зарядов ($|q_1 q_2|$) для электростатической силы и произведению масс ($m_1 m_2$) для гравитационной силы.
• Обе силы являются центральными, то есть действуют вдоль прямой, соединяющей взаимодействующие тела.

Несмотря на математическую аналогию, эти взаимодействия имеют и принципиальные различия: гравитационные силы — это всегда силы притяжения, в то время как кулоновские силы могут быть как силами притяжения (между разноименными зарядами), так и силами отталкивания (между одноименными зарядами).

Ответ: Формула закона Кулона аналогична формуле закона всемирного тяготения.