два одинаковых шарика, заряженные один зарядом 70 мкКл, другой 5 мкКл, приводят в соприкосновение и вновь раздвигают на расстояние 1 см. Определите силу их взаимодействия до соприкосновения и после и заряд каждого шарика после соприкосновения, если 1)

Для решения задачи, давайте рассмотрим два случая: когда шарики заряжены одноименно и когда они заряжены разноименно.

Дано:

- Заряд первого шарика $Q_1 = 70 \, \mu C = 70 \times 10^{-6} \, C$
- Заряд второго шарика $Q_2 = 5 \, \mu C = 5 \times 10^{-6} \, C$
- Расстояние между шариками после соприкосновения $r = 1 \, cm = 0.01 \, m$
- Константа электростатического взаимодействия $k = 8.99 \times 10^9 \, N \cdot m^2/C^2$

1. Си...

Сила взаимодействия между двумя зарядами определяется законом Кулона:

$$F = k \cdot \frac{|Q2|}{r^2}$$

Подставим значения:

$$F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{|70 \times 10^{-6} \cdot 5 \times 10^{-6}|}{(0.01)^2}$$

$$F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{350 \times 10^{-12}}{0.0001}$$

$$F = 8.99 \times 10^9 \cdot 3.5 \times 10^{-6}$$

$$F \approx 31.465 \, N$$

При соприкосновении заряды суммируются:

$$Q = Q2 = 70 \, \mu C + 5 \, \mu C = 75 \, \mu C$$

После соприкосновения каждый шарик будет иметь одинаковый заряд, так как они одинаковые:

$$Q_{each} = \frac{Q}{2} = \frac{75 \, \mu C}{2} = 37.5 \, \mu C$$

При соприкосновении заряды также суммируются, но один шарик будет иметь положительный, а другой отрицательный заряд. В этом случае:

$$Q = Q2 = 70 \, \mu C - 5 \, \mu C = 65 \, \mu C$$

После соприкосновения:

$$Q_{each} = \frac{Q}{2} = \frac{65 \, \mu C}{2} = 32.5 \, \mu C$$

Теперь рассчитаем силу взаимодействия после соприкосновения для обоих случаев.

Заряд каждого шарика после соприкосновения:

$$Q_{each} = 37.5 \, \mu C$$

Сила взаимодействия:

$$F = k \cdot \frac{|Q{each}|}{r^2}$$

$$F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{|37.5 \times 10^{-6} \cdot 37.5 \times 10^{-6}|}{(0.01)^2}$$

$$F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{1406.25 \times 10^{-12}}{0.0001}$$

$$F \approx 126.5 \, N$$

Заряд каждого шарика после соприкосновения:

$$Q_{each} = 32.5 \, \mu C$$

Сила взаимодействия:

$$F = k \cdot \frac{|32.5 \times 10^{-6} \cdot 32.5 \times 10^{-6}|}{(0.01)^2}$$

$$F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{1056.25 \times 10^{-12}}{0.0001}$$

$$F \approx 94.8 \, N$$

1. Сила взаимодействия до соприкосновения: $F \approx 31.465 \, N$
2. Заряд после соприкосновения (одноименные): $Q_{each} = 37.5 \, \mu C$
3. Сила взаимодействия после соприкосновения (одноименные): $F \approx 126.5 \, N$
4. Заряд после соприкосновения (разноименные): $Q_{each} = 32.5 \, \mu C$
5. Сила взаимодействия после соприкосновения (разноименные): $F \approx 94.8 \, N$