Два маленьких металлических шарика заряжены зарядами +2 нкл, -10 нкл. Шарики привели в соприкосновение...

Когда два заряженных проводящих шарика приводят в соприкосновение, заряды перераспределяются между ними до тех пор, пока потенциалы не станут равными. Так как шарики идентичны, это означает, что общий заряд распределится поровну между ними.

1. Определение начальных зарядов и их суммы:

   • Заряд первого шарика ( q_1 = +2 ) нКл.
   • Заряд второго шарика ( q_2 = -10 ) нКл.
   • Общий заряд системы: ( q_{\text{total}} = q_1 + q_2 = +2 + (-10) = -8 ) нКл.

2. Распределение заряда после соприкосновения:

   • После соприкосновения каждый шарик получит одинаковый заряд, равный половине общего заряда: [ q{\text{new}} = \frac{q{\text{total}}}{2} = \frac{-8 \text{ нКл}}{2} = -4 \text{ нКл} ]

3. Модуль силы взаимодействия после раздвижения:

   • Сила взаимодействия между двумя заряженными объектами определяется законом Кулона: [ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} ] где ( k ) — константа Кулона, ( r ) — расстояние между центрами шариков.

4. Начальная сила взаимодействия:

   • Изначально: [ F_{\text{initial}} = k \cdot \frac{|+2 \cdot (-10)| \times 10^{-18}}{r^2} = k \cdot \frac{20 \times 10^{-18}}{r^2} ]

5. Сила взаимодействия после соприкосновения:

   • После перераспределения зарядов: [ F_{\text{final}} = k \cdot \frac{|-4 \cdot (-4)| \times 10^{-18}}{r^2} = k \cdot \frac{16 \times 10^{-18}}{r^2} ]

6. Сравнение сил:

   • Модуль новой силы: [ F_{\text{final}} = k \cdot \frac{16 \times 10^{-18}}{r^2} ]
   • Модуль начальной силы: [ F_{\text{initial}} = k \cdot \frac{20 \times 10^{-18}}{r^2} ]

Таким образом, модуль силы взаимодействия уменьшится, так как ( F{\text{final}} < F{\text{initial}} ). Конкретно, сила уменьшится с 20 до 16 единиц в относительных терминах, что соответствует уменьшению на 20%.

При соприкосновении двух заряженных тел происходит перераспределение зарядов между ними. В результате этого процесса возникает притяжение или отталкивание между шариками в зависимости от знаков зарядов.

После раздвижения шариков на прежнее расстояние модуль силы взаимодействия между ними увеличится. Это происходит потому, что при раздвижении заряды, находящиеся на разных шариках, смещаются друг относительно друга, что увеличивает интенсивность электрического поля в области между ними. Следовательно, сила взаимодействия также увеличится.