Как изменится сила взаимодействия двух одинаковых маленьких металлических шариков с разноименными зарядами 2q и -4q.

Сила взаимодействия F₁ двух одинаковых маленьких металлических шариков с разноименными зарядами q₀₁ = 2 ∙ q и q₀₂ = – 4 ∙ q определяется по закону Кулона: F₁ = (k ∙ |q₀₁ ∙ q₀₂|) : R^2, где R – расстояние между центрами шариков, коэффициент k = 9 ∙ 10^9 (Н ∙ м^2)/Кл^2.

После того, как шарики привели в соприкосновение и развели на первоначальное расстояние, заряд перераспределился по закону сохранения заряда q₀₁ + q₀₂ = q₁ + q₂ и каждый шарик получил заряд:

q₁ = q₂ = (q₀₁ + q₀₂) : 2 или

q₁ = (2 ∙ q + (– 4 ∙ q)) : 2;

q₁ = – q.

При этом сила взаимодействия стала:

F₂ = (k ∙ |q₁ ∙ q₂|) : R^2.

Чтобы определить, как изменится сила взаимодействия шариков, найдём отношение:

F₁/F₂ = ((k ∙ |q₀₁ ∙ q₀₂|) : R^2) : ((k ∙ |q₁ ∙ q₂|) : R^2);

F₁/F₂ = |q₀₁ ∙ q₀₂| : |q₁ ∙ q₂| или

F₁/F₂ = |2 ∙ q ∙ (– 4 ∙ q)| : |– q ∙ (– q )|;

F₁/F₂ = 8.

Ответ: сила взаимодействия шариков уменьшится в 8 раз.