Дано:
- Два металлических шара, заряженных равными по модулю зарядами Q1 и Q2.
- Расстояние между центрами шаров r, где r немного больше диаметра шаров.
Найти:
- Модуль силы взаимодействия шаров в зависимости от знаков зарядов (одноимённые или разноимённые).
Решение:
Сила взаимодействия между двумя заряженными телами описывается законом Кулона, который гласит:
F = k * |Q1 * Q2| / r^2
где k - электростатическая постоянная (в СИ k ≈ 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²).
Рассмотрим два случая:
1. Если шары заряжены одноимённо (например, оба положительные):
Q1 = Q, Q2 = Q
Модуль силы будет:
F = k * |Q * Q| / r^2 = k * Q^2 / r^2
В этом случае силы будут отталкивающими, так как оба заряда имеют одинаковый знак.
2. Если шары заряжены разноимённо (один положительный, другой отрицательный):
Q1 = Q, Q2 = -Q
Модуль силы будет:
F = k * |Q * (-Q)| / r^2 = k * Q^2 / r^2
В этом случае силы будут притягивающими, так как заряды имеют разные знаки.
Таким образом, в обоих случаях модуль силы взаимодействия между шарами одинаков и определяется выражением:
F = k * Q^2 / r^2
Ответ:
Модуль силы взаимодействия шаров не зависит от знаков зарядов и остается одинаковым для одноимённых и разноимённых зарядов.