Question

Zad. 1 Dwie jednakowe metalowe kule naelektryzowane ładunkami elektrycznymi +Q i -3Q. Co stanie się z wartością i zwrotem siły wzajemnego oddziaływania tych pól po zetknięciu ich ze sobą, wyrównaniu ładunków i rozsunięciu na poprzednią odległość?

Answer 1

Niech siła elektryczna przed zetknięciem będzie równa F1, a po - F2.
F = k * Q1*Q2 / r^2

+Q ---------->(F1) (F1)<---------- -3Q
<------------------r----------------->

F1 = k * Q * (-3Q) / r^2 = -3kQ^2 / r^2

Teraz je zetknijmy, całkowity ładunek (równy Qcałk = +Q - 3Q = -2Q) zostanie rozłożony po obu kulkach. Potem je odsuńmy od siebie na tą samą odległość co wcześniej (na rysunku tego nie ma :[)

(F2)<---------- -Q _odległość r_ -Q ----------> (F2)

liczymy F2 = k * (-Q) * (-Q) / r^2 = kQ^2 / r^2

Obliczmy stosunek F2/F1:
F2 / F1 = (kQ^2 / r^2 ) * r^2 / (-3kQ^2) = -(1/3)

Ponieważ stosunek jest ujemny, nastąpiła zmiana zwrotu siły na przeciwny. Wartość tej siły zmalała także trzykrotnie.