Вопрос школьника
С какой силой Fs на единицу площади отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно протяженные плоскости? Поверхностная плотность заряда на плоскостях σ=0,3 мКл/м2
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:
F = k * q1 * q2 / r^2,
где F — сила взаимодействия, k — постоянная Кулона, q1 и q2 — величины зарядов, r — расстояние между зарядами.
Для бесконечно протяженных плоскостей можно считать, что расстояние между ними равно бесконечности, поэтому сила взаимодействия будет зависеть только от величин зарядов и площади плоскостей:
F = k * q1 * q2 / S,
где S — площадь плоскостей.
Для одноименно заряженных плоскостей заряды имеют одинаковый знак, поэтому сила взаимодействия будет отталкивающей. Таким образом, ответ на вопрос можно записать следующим образом:
Fs/S = k * q^2 / S^2,
где q — величина заряда на каждой плоскости.
Подставляя числовые значения, получаем:
Fs/S = 9 * 10^9 * (0,3 * 10^-6)^2 / (1 м^2)^2 = 8,1 * 10^-3 Н/м^2.
Таким образом, две одноименно заряженные бесконечно протяженные плоскости отталкиваются с силой 8,1 миллиньютона на каждый квадратный метр поверхности.
