1. Wartość siły wzajemnego oddziaływania dwóch ładunków punktowych q1 i q2 umieszczonych w odległości r jeden od drugiego wynosi F. Jak zmieni się wartość tej siły, jeśli odległość między ładunkami wzrośnie 3 razy. Odpowiedź uzasadnij.

PILNE


Odpowiedź :

Odpowiedź i wyjaśnienie:

Siła wzajemnego oddziaływania ma wzór:

[tex]F=k\cdot\dfrac{q_1\cdot q_2}{r^2}[/tex]

Siła oddziaływania, gdy odległość między ładunkami (r) wzrośnie 3-krotnie ma postać:

[tex]F_I=k\cdot\dfrac{q_1\cdot q_2}{(3r)^2}=k\cdot\dfrac{q_1\cdto q_2}{9r^2}[/tex]

I teraz obliczymy zmianę tej siły po zmianie odległości (o ile się zmieni lub ile razy się zmieni): A zatem:

[tex]\dfrac{F_I}{F}=\dfrac{k\cdot\dfrac{q_1\cdot q_2}{9r^2}}{k\cdot\dfrac{q_1\cdot q_2}{r^2}}=\dfrac{\dfrac{q_1\cdot q_2}{9r^2}}{\dfrac{q_1\cdot q_2}{r^2}}=\dfrac{q_1\cdot q_2}{9r^2}\cdot \dfrac{r^2}{q_1\cdot q_2}=\dfrac19[/tex]

Oznacza to, że przy wzroście odległości 3-krotnie pomiędzy ładunkami, siła oddziaływania zmaleje 9 razy.

[tex]Z \ prawa \ Coulomba:\\\\F = k\cdot\frac{q_1q_2}{r^{2}}\\\\\\dla \ \ r_1 = r\\\\F_1 = k\cdot\frac{q_1q_2}{r^{2}}\\\\\\da \ \ r_2 = 3r\\\\F_2 = k\cdot\frac{q_1q_2}{(3r)^{2}} = k\cdot\frac{q_1q_2}{9r^{2}} =\frac{1}{9}\cdotk\cdot\frac{q_1q_2}{r^{2}}=\frac{1}{9}F_1[/tex]

Odp. Jeśli odległość między ładunkami wzrośnie 3 razy, to wartość siły wzajemnego oddziaływania zmaleje 9 razy.