Два одинаковых медных шарика имели заряд - 9,3*10^-9 Кл и + 1,3*10^-9 Кл. Шарики привели к столкновению и раздвинули на расстояние 2,0 см. С какой силой они взаимодействуют? Какое количество избыточных електронов на каждом из них после столкновения?

Дано:

q1 = - 9.3 * 10^ (-9) Кл,

q2 = + 1.3 * 10^ (-9) Кл,

r = 2 см = 0.02 м;

Найти: F - ?, n1, n2 - ?

Если два одинаковых заряженных проводящих шарика привести в соприкосновение и раздвинуть, то избыточный заряд на них распределится поровну:

q = 1/2 * (q1 + q2) = 1/2 * [-9.3 * 10^ (-9) + 1.3 * 10^ (-9) ] = - 4 * 10^ (-9) Кл;

Согласно закону Кулона сила взаимодействия шариков равна:

F = k * (q^2) / r^2,

где

k = 9 * 10^9 (Н * м^2) / (Кл^2) - коэффициент пропорциональности;

F = [9 * 10^9 * 16 * 10^ (-18) ]/0.0004 = 36 * 10^ (-5) Н = 360 мкН;

Так как заряды распределены поровну, то на шариках находятся одинаковое количество избыточных электронов:

n1 = n2 = q/e,

где

e = - 1.6 * 10^ (-19) Кл - заряд электрона;

n1 = n2 = [-4 * 10^ (-9) ]/[-1.6 * 10^ (-19) ] = 2.5 * 10^10.