Номер 3, страница 126 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

3. Как направлены силы взаимодействия точечных зарядов?

3. Силы взаимодействия двух неподвижных точечных электрических зарядов (силы Кулона) являются центральными, то есть они всегда направлены вдоль прямой, соединяющей центры этих зарядов.

Направление силы зависит от знаков взаимодействующих зарядов:

1. Одноименные заряды (оба положительные или оба отрицательные). В этом случае заряды испытывают взаимное отталкивание. Сила, действующая на каждый из зарядов, направлена в сторону от другого заряда. Математически это соответствует случаю, когда произведение величин зарядов положительно: $q_1 \cdot q_2 > 0$.

2. Разноименные заряды (один положительный, а другой отрицательный). В этом случае заряды испытывают взаимное притяжение. Сила, действующая на каждый из зарядов, направлена к другому заряду. Математически это соответствует случаю, когда произведение величин зарядов отрицательно: $q_1 \cdot q_2 < 0$.

В векторной форме закон Кулона, описывающий силу $\vec{F}_{12}$, с которой заряд $q_1$ действует на заряд $q_2$, выглядит так:

$\vec{F}_{12} = k \frac{q_1 q_2}{r^2} \cdot \hat{r}$

где $k$ – коэффициент пропорциональности (в вакууме $k \approx 9 \cdot 10^9 \text{ Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2$), $r$ – расстояние между зарядами, а $\hat{r}$ – единичный вектор, направленный от заряда $q_1$ к заряду $q_2$.

Из этой формулы видно, что:

• если произведение $q_1 q_2 > 0$, то вектор силы $\vec{F}_{12}$ сонаправлен с вектором $\hat{r}$, что соответствует отталкиванию.
• если произведение $q_1 q_2 < 0$, то вектор силы $\vec{F}_{12}$ направлен в сторону, противоположную вектору $\hat{r}$, что соответствует притяжению.

Согласно третьему закону Ньютона, сила, с которой заряд $q_1$ действует на заряд $q_2$, равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой заряд $q_2$ действует на заряд $q_1$: $\vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21}$.

Ответ: Силы взаимодействия точечных зарядов направлены вдоль прямой, которая их соединяет. Одноименные заряды отталкиваются (силы направлены в противоположные стороны друг от друга), а разноименные притягиваются (силы направлены навстречу друг другу).