ДОПОМОЖІТЬ СРОЧНО На шовковій нитці висить кулька масою 1 г, що має заряд +0,4 мкКл. Під нею на відстані 30 см по вертикалі знаходиться така ж за розмірами, заряджена кулька. Визначити її заряд, якщо сила натягу нитки дорівнює нулю
Ответы
Ответ:
Объяснение:
У цій задачі ми повинні використати закон Кулона для електростатичної сили між двома кульками з електричними зарядами та закон тяжіння для сили натягу нитки.
Закон Кулона стверджує, що електростатична сила між двома точковими зарядами пропорційна добутку зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними:
F = k * q1 * q2 / r^2,
де F - електростатична сила між зарядами q1 та q2, r - відстань між зарядами, k - електростатична константа, яка дорівнює 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2.
Оскільки нитка, на якій висить кулька, є нерозтяжною і нерозривною, то сила натягу нитки F_t повинна дорівнювати векторній сумі ваги кульки та електростатичної сили між кульками:
F_t = F_e + F_g,
де F_e - електростатична сила між кульками, F_g - сила тяжіння.
За умовою задачі, сила натягу нитки дорівнює нулю, тому електростатична сила між кульками повинна бути протилежною до сили тяжіння:
F_e = -F_g.
Вага кульки може бути знайдена з формули:
F_g = m * g,
де m - маса кульки, g - прискорення вільного падіння, яке на Землі дорівнює приблизно 9,81 м/с^2.
Таким чином, ми можемо записати рівняння для знаходження заряду другої кульки:
k * q1 * q2 / r^2 = m * g
q2 = m * g * r^2 / (k * q1)
Підставляючи в це рівняння відомі значення, отримуємо:
q2 = 1 г * 9,81 м/с^2 * (0,3 м)^2 / (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2 * 0,4 мкКл) = 2,45 мКл