دو بار الکتریکی نقطهای ${{q}_{۱}}$ و ${{q}_{۲}}$ در فاصلهٔ مشخصی از یکدیگر ثابت شدهاند و نیروی $\overrightarrow{F}$ از طرف بار ${{q}_{۲}}$ به بار ${{q}_{۱}}$ در این حالت وارد میشود. اگر ابتدا جای بارهای ${{q}_{۱}}$ و ${{q}_{۲}}$ را با یکدیگر عوض کنیم و سپس دو بار را طوری به هم نزدیک کنیم که فاصلهٔ دو بار نصف حالت قبل شود، نیروی وارد بر بار ${{q}_{۱}}$ از طرف بار ${{q}_{۲}}$ در این حالت کدام است؟
1
$۴\overrightarrow{F}$
✓
✗
2
$-۴\overrightarrow{F}$
✓
✗
3
$-\overrightarrow{F}$
✓
✗
4
$\overrightarrow{F}$
✓
✗
خطا
فرض کنیم دو بار همنام باشند، مطابق شکلهای زیر با عوض کردن مکان دو بار، جهت نیروی وارد بر بار ${{q}_{1}}$ عکس میشود، از طرفی طبق قانون کولن داریم:با توجه به تصویر $F=\frac{k\left| {{q}_{1}} \right|\left| {{q}_{2}} \right|}{{{d}^{2}}}\Rightarrow \frac{{{F}_{2}}}{{{F}_{1}}}={{(\frac{{{d}_{1}}}{{{d}_{2}}})}^{2}}\xrightarrow[{}]{{{d}_{2}}=\frac{{{d}_{1}}}{2}}\frac{{{F}_{2}}}{{{F}_{1}}}={{(\frac{{{d}_{1}}}{\frac{{{d}_{1}}}{2}})}^{2}}=4\Rightarrow {{F}_{2}}=4{{F}_{1}}\Rightarrow {{\overrightarrow{F}}_{2}}=-4\overrightarrow{F}$