Шарик массой 2г, имеющий заряд q=2.5*10^-9 Кл, подвешен на нити и движется в горизонтальной плоскости по окружности радиусом 3см с частотой 2с^-1.
В центре окружности помещают шарик с таким же зарядом, какой должна стать частота вращения первого шарика, чтобы радиус окружности не изменился?
Нужен рисунок и решение.
Ответы
Рисуешь окружность, в центре маленьким кружочком заряд, на окружности еще один заряд. От заряда на окружности рисуешь 3 стрелочки: по касательной - это вектор скорости (обозначаешь v со стрелочкой наверху), затем перпендикулярно ему одну стрелочку из окружности, обозначаешь Fк ( это сила кулоновского взаимодействия), а вторую стрелочку в окружность к второму заряду,точнее к центру окружности и обозначаешь ее Fц (это центростремительная сила). На продолжении последней стрелочки от заряда, который в центре, рисуешь стрелочку и обозначаешь тоже Fк (тем самым показываешь, как заряды отталкиваются друг от друга).
Теперь решение.
Силу Fц можно описать формулой Fц = mv / r (1) , где v - это скорость, которую находим по формуле v = 2ПrV(это ню - частота). П - это число пи = 3,14
Эту формулу подставляем в (1) и получаем Fц = 2ПVm = 0,025 Н (2)
Теперь найдем Fк по формуле Fк = kq^2 ( в квадрате) / r ^2 = 0,005 Н
Так как эти силы направлены в противоположные стороны, то F результатирующая равна F = Fц - Fк = 0,02 Н
Теперь из формулы (2) выражаем искомую V (ню) V = F / 2Пm = 1,6 с