Ионы в организме перемещаются в водной среде (цитоплазма, межклеточная жидкость). Диэлектрическая проницаемость воды (ε≈80) существенно ослабляет кулоновское взаимодействие. Два одноимённых иона (каждый с зарядом q=+1,6× Кл) находятся на расстоянии r=4,0×

8 октября 2025
Физика

Условие:

Ионы в организме перемещаются в водной среде (цитоплазма, межклеточная жидкость). Диэлектрическая проницаемость воды (ε≈80) существенно ослабляет кулоновское взаимодействие.
Два одноимённых иона (каждый с зарядом q=+1,6× Кл) находятся на расстоянии r=4,0× м друг от друга в водной среде ( ε=80 ). Определите:
Силу их взаимодействия F в воде.
Силу F0 в вакууме на том же расстоянии.
Во сколько раз сила во «внешней» (водной) среде меньше, чем в вакууме.

Решение:

Для решения задачи воспользуемся законом Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя зарядами. Формула для силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме выглядит следующим образом: \[ F0 = \frac{k \cdot |q1 \cdot q_2|}{r^2} \] где: - \( F_0 \) — сила взаимодействия в вакууме, - \( k \) — электрическая постоянная (\( k \approx 8,99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 \)), - \( q1 \) и \( q2 \) — заряды (в данном случае \( q1 = q2 = q = 1,6 \times 10^{-19} \, \text{Кл} \)), - \( r \) — расстояние между зарядами. 1. Вычислим силу взаимодействия в вакууме \(...