Задача по физике, желательно полное решение с кратким объяснением Два металлических шара радиусами 10 и 20 мм соединены между собой тонким прямым проводником длиной 30 см, расположенным по оси системы. Системе сообщают заряд 6,0 мкКл. Определите силу взаимодействия шаров. Заранее спасибо!

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи воспользуемся законом Кулона, который гласит, что сила взаимодействия двух заряженных тел прямо пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Сначала найдем заряды каждого шара. Обозначим заряд меньшего шара как q1 и большего как q2. Так как общий заряд системы составляет 6,0 мкКл, то сумма зарядов шаров равна этому значению:
q1 + q2 = 6,0 мкКл

Так как проводник тонкий и находится по оси системы, то заряды на шарах будут равномерно распределены. Поэтому можем сказать, что отношение зарядов шаров равно отношению их радиусов:
q1/q2 = (r1/r2)^2
q1/q2 = (10/20)^2
q1/q2 = 1/4
q1 = 1/5 6,0 мкКл = 1,2 мкКл
q2 = 4/5 6,0 мкКл = 4,8 мкКл

Теперь найдем силу взаимодействия шаров. Сила взаимодействия между ними будет равна модулю произведения их зарядов, деленному на квадрат расстояния между ними:
F = k |q1| |q2| / r^2
где k - постоянная Кулона (8,99 10^9 Н м^2 / Кл^2), r - расстояние между шарами (0,30 м)

Подставляем данные:
F = 8,99 10^9 1,2 10^-6 4,8 * 10^-6 / 0,3^2
F = 103,9 Н

Итак, сила взаимодействия между шарами равна 103,9 Н.