Решение: Изменение силы взаимодействия зарядов
Два одинаковых маленьких металлических заряженных шарика с зарядами $+3q$ и $-q$ находятся на большом расстоянии $r$ друг от друга. Их соединяют тонкой проволокой, а затем проволоку убирают. Во сколько раз уменьшается по модулю сила электростатического взаимодействия шариков?
Решение по шагам
4 шагаДо соединения шарики имеют заряды $+3q$ и $-q$. По закону Кулона модуль силы взаимодействия равен:
$$F_1 = k\frac{|(+3q)(-q)|}{r^2} = 3k\frac{q^2}{r^2}$$Суммарный заряд системы после соединения равен $+2q$. Так как шарики одинаковые, заряд распределяется между ними поровну: каждый шарик получает заряд $q$.
$$q' = \frac{3q-q}{2}=q$$После удаления проволоки сила взаимодействия шариков равна:
$$F_2 = k\frac{q^2}{r^2}$$Определяем, во сколько раз уменьшилась сила:
$$\frac{F_1}{F_2}=\frac{3kq^2/r^2}{kq^2/r^2}=3$$Где здесь ошибаются
Складывают модули зарядов вместо алгебраического сложения.
Не учитывают, что после соединения заряд одинаковых шариков распределяется поровну.
Сравнивают силы без вычисления отношения начальной силы к конечной.