Question

Но шовковій нитці висить металева кулька масою 10 г, якій надали заряд 16 мкл. Зни- .
зу до неї підносять другу кульку. Коли відстань між кульками становить 20 см, нитка
рветься. Чому дорівнює заряд другої кульки, якщо нитка витримує максимальну силу
нarry 300 мне Зроби пояснювальний малюнок.

Answer 1

На шовковій нитці висить металева кулька масою 10 г якій надали заряд 16 мКл. Знизу до неї підносять другу кульку. Коли відстань між кульками становить 20см, нитка рветься .Чому дорівнює заряд другої кульки , якщо нитка витримує максимальну силу натягу 300 мН? Зроби пояснювальний малюнок

Відповідь:

заряд другої кульки дорівнює 56пКл.

Пояснення:

Сила взаємодії двох кульок визначається за законом Кулона:

$F_{k}= k\frac{|q_{1}||q_{2} | }{r^{2} }$  , де k = 9·10⁹ (Н·м²/Кл²).

На першу кульку діє сила натягу нитки, сила тяжіння і кулонівська сила, причому

$T=F_{T} +F_{k}$.

Сила тяжіння знаходиться за формулою $F_{T}=mg$, тому

$T=mg+k\frac{|q_{1}||q_{2}| }{r^{2} }$;

$k\frac{q_{1}q_{2} }{r^{2} } =T-mg$;

$kq_{1}q_{2}=(T-mg)r^{2}$;

$q_{2}=\frac{(T-mg)r^{2} }{kq_{1} }$ .

Переведемо всі одиниці в систему СІ :

T=300мН=300·10⁻³Н=0,3Н;

m=10г=10·10⁻³кг=0,01кг;

q₁=16мКл=16·10⁻³Кл;

r=20см=20·10⁻²м=0,2м.

Порахуємо відповідь:

$q_{2} =\frac{(0,3-0,01*10)0.2^{2} }{9*10^{9}*16*10^{-3} } } = 0,056*10^{-9}$.

Отже, q₂=0,056·10⁻⁹Кл=56·10⁻¹²Кл=56пКл.