Если удвоить длину нитей и заряд шарика, как изменится равновесный угол между нитями? Шарик можно считать точечным

Суть вопроса: Равновесный угол между нитями при изменении длины и заряда шарика

Инструкция:
Чтобы понять, как изменится равновесный угол между нитями при удвоении длины и заряда шарика, рассмотрим основные принципы физики. Для начала, равновесие достигается, когда сумма всех сил, действующих на шарик, равна нулю.

Высота шарика над поверхностью земли остается постоянной, поэтому вертикальная составляющая силы натяжения в обеих нитях должна быть сбалансирована с весом шарика. Таким образом, вертикальная составляющая силы натяжения в нитях должна быть равна весу шарика.

При удвоении длины нитей, сила натяжения в каждой нити будет уменьшаться, так как увеличивается расстояние между точкой подвеса и шариком. Чтобы сохранить равновесие, горизонтальная составляющая силы натяжения должна увеличиться в два раза.

По закону Кулона, сила электростатического взаимодействия между заряженными телами пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Если заряд шарика удваивается, сила электростатического взаимодействия также удваивается.

Поэтому, при удвоении длины нитей и заряда шарика, равновесный угол между нитями останется неизменным. Он будет определяться только величиной веса шарика и горизонтальной составляющей силы натяжения в нитях.

Демонстрация:
Задача: Вертикально подвешен шарик массой 0,1 кг с зарядом 2 Кл. Если удвоить длину нитей и заряд шарика, как изменится равновесный угол между нитями?
Ответ: Равновесный угол между нитями останется неизменным. Он будет определяться только величиной веса шарика и горизонтальной составляющей силы натяжения в нитях.

Совет:
Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется ознакомиться с основными принципами физики, такими как силы, взаимодействия тел и законы сохранения.

Задание:
Подвешен шарик массой 0,2 кг с зарядом 4 Кл. Если удвоить длину нитей и заряд шарика, как изменится равновесный угол между нитями? Вес шарика можно считать 2 Н. (Ответ: не изменится)