Page 53 -
P. 53

Запомни!   Закон Кулона справед-  башен. Поэтому заряд 1 Кл является большим по значению,
          лив только для точечных тел.      вместо него чаще, и в основном используют следующие
                                            меньшие единицы измерения:
                                                                           –6
                                                   1 мкКл (микрокулон) = 10  Кл
                                                   1 нКл (нанокулон) = 10  Кл
                                                                        –9
                                               Если расстояние между заряженными телами намного
                        r
                +              +            больше размеров самих заряженных тел, то эксперимен-
                                            тально доказано, что форма и размеры тел никак не влияют
            F     q            q   F
             1     1            2   2
                                            на кулоновскую силу. В таких ситуациях принято рассматри-
                        r                   вать тела как точечные. И закон Кулона справедлив только
                 –             –            для точечных тел.
                                                                +
                                                                             –
            F     q            q   F           Сила Кулона всегда направлена вдоль линии, соеди-
                                                                      r
             1     1            2   2
                                                               Q
                                                                           Q
                                            няющей два взаимодействующих заряда. Если оба заря-
                                                                             1
                                                                2
                        r                   да положительны или отрицательны, то силы направлены
                 –             +            в  противоположные стороны, т. е. отталкиваются. И если
              q    F        F  q
               1    1        2   2          оба заряда разноименные, то сила направлена друг к другу,
 r                                          т. е. они притягиваются. Направление действия силы про-
 +  +
                                            веряется маркерным положительным зарядом. Например,
 F  q  q  F
 1  1  2  2                                 для положительного заряда действуют силы отталкивания
                                            (от первоначального заряда), а для отрицательного — силы
 r                                          притяжения (к первоначальному заряду).
 –  –
                  +            –
 F  q  q  F              r                  Сила притяжения между протоном и электроном
 1  1  2  2       textbooks nis edu kz
                 Q            Q
                   2           1            Рассчитай силу, с которой протон в ядре притягивает электрон, вра-
 r                                          щающийся вокруг ядра в атоме водорода. Средний радиус вращения
 –  +                                       электрона принять равным 0,05 нм. Заряды протона и электрона равны
                                                                –19
 q  F  F  q                                 по модулю. |e|=1,6 ∙ 10  Кл.
 1  1  2  2
          Дано:                  СИ:          Решение.
          q = q = 1,6 ∙ 10  Кл
                        –19
           1   2                              F=k   |q | ∙ |q |
                                                      1
                                                          2
          r = 0,05 нм            0,05 ∙ 10  м          r 2    =
                                        –9
          F – ?                                     9  H ∙ м 2        –19         –19
                                               9 ∙ 10          ∙ 1,6 ∙ 10  Кл ∙1,6 ∙ 10  Кл
                                                         Кл 2
                                                                                         = 9,2 ∙ 10  Н.
                                                                                                  –8
                                                                     –9
                                                             (0,05 ∙ 10  м) 2
                                              Ответ: 9,2 ∙ 10  Н.
                                                            –8
           Вопросы и задания
           1.  Подумай, можно ли получить заряд 0,5; 1,5 и 3 заряда электрона? Аргументируй свой ответ.
           2.  Как изменится сила притяжения электрона и протона в ядре, если радиус вращения электрона уве-
               личится вдвое? Как это изменение скажется на стабильности атома в целом?
           3*. Суперпозиция сил
                                                                                        0,9 м  0,3 м
               Три заряда расположены вдоль одной прямой, как показано на рисунке.
                                                                                    +        +     +  x
               Q =81 мкКл, Q =1 мкКл и Q =9 мкКл.                                   Q        Q     Q
                1           2           3                                            1        2     3
               a) Найди равнодействующую силу, действующую на второй заряд Q ;
                                                                              2                         F
               б) Найди равнодействующую силу, действующую на третий заряд Q .      F 23  F 21          31
                                                                              3        +             +
                                                                                       Q             Q  F
                                                                                        2             3  32
                                                                                      (а)           (б)
                                                                                                         53
   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58