Dwie małe metalowe kulki są naładowane dodatnio (obie posiadają taki sam ładunek). Z odległości 10 cm odpychają się siłą 90 μN. Oblicz ich siłę oddziaływania z odległości 20cm.

Proszę o dokładne obliczenia.


Odpowiedź :

[tex]Dane:\\q_1 = q_2 = q\\r = 10 \ cm\\r_1 = 20 \ cm = 2r_1\\F = 90 \ \mu C\\Szukane:\\F_1 = ?[/tex]

Rozwiązanie

Korzystamy z prawa Coulomba:

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

gdzie:

F - siła wzajemnego oddziaływania dwóch ładunków elektrycznych q₁ i q₂

q₁ i q₂ - wartości ładunków elektrycznych,

r - odległość między ładunkami elektrycznymi,

k - współczynnik proporcjonalności.

[tex]q_1 = q_2 = q, \ zatem:[/tex]

[tex]F = k\cdot\frac{q^{2}}{r^{2}} = 90 \ \mu N\\\\F_1 = k\cdot\frac{q^{2}}{(2r)^{2}} = k\cdot\frac{q^{2}}{4r^{2}} = \frac{1}{4}\cdot k\cdot\frac{q^{2}}{r^{2}} = \frac{1}{4}F\\\\F_1 = \frac{1}{4}\cdot 90 \ \mu C\\\\\boxed{F_1 = 22,5 \ \mu C}[/tex]

Odp. Ich siła oddziaływania z odległości 20 cm ma wartość F₁ = 22,5 μC.