§ 17. Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона
Упражнение 13
1. Определите модуль сил взаимодействия двух одинаковых неподвижных точечных зарядов q1 = q2 = 9,0 нКл, находящихся на расстоянии r = 0,30 м в вакууме. Во сколько раз уменьшится или увеличится модуль сил взаимодействия этих зарядов при помещении их в керосин, диэлектрическая проницаемость которого ε = 2,0?
2. Определите, во сколько раз следует увеличить расстояние между двумя неподвижными точечными зарядами, чтобы модуль сил взаимодействия остался прежним при увеличении численного значения одного из зарядов в α = 4 раза.
3. Два одинаковых маленьких проводящих шарика, заряды которых отличаются в два раза, находятся на расстоянии r = 50 см. Определите расстояние, на которое необходимо развести шарики после соприкосновения, чтобы модуль сил их взаимодействия остался прежним.
4. Точечные заряды q1 и q2 закреплены в вакууме (рис. 103). Определите модуль и направление результирующей силы, действующей на заряд q3, помещённый в точку, находящуюся на середине отрезка, соединяющего эти заряды.
5. Заряды двух одинаковых маленьких шариков массой m = 40 г каждый одинаковые. Расстояние между шариками существенно превышает их размеры. Определите модуль зарядов шариков, если кулоновская сила их отталкивания уравновешивает силу гравитационного притяжения этих шариков.
6. Небольшой шарик, заряд которого q1 = 20 нКл и масса m = 60 мг, подвешен в воздухе на шёлковой нити. После того как на вертикали, проходящей через центр шарика, на расстоянии r = 15 см ниже его поместили другой маленький шарик, заряженный отрицательно, модуль силы упругости нити увеличился в два раза. Определите заряд второго шарика.
7. Три первоначально закреплённых одинаковых точечных заряда q1 = q2 = q3 = q0 = 1,0 мкКл расположены в вершинах равностороннего треугольника. Определите, какой точечный заряд нужно поместить в центр треугольника, чтобы вся система находилась в равновесии после освобождения первоначально закреплённых зарядов.