Каков модуль силы натяжения нитей в данной системе, состоящей из трех одинаковых точечных зарядов q1=q2=q3=5

Тема урока: Сила на заряженных частицах

Описание: В данной системе мы имеем три точечных заряда q1, q2 и q3, расположенных последовательно на расстоянии l друг от друга. Чтобы найти модуль силы натяжения нитей в этой системе, мы можем использовать закон Кулона и закон сохранения энергии.

Сила натяжения нитей будет действовать на каждый заряд по направлению к следующему заряду и будет равна по модулю силе Кулона с зарядами в системе. Сила Кулона между двумя точечными зарядами определяется формулой:

F = k * |q1 * q2| / r^2

где F - сила Кулона, k - постоянная Кулона (k = 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды в системе, r - расстояние между зарядами.

Для каждой пары зарядов в системе, мы можем использовать эту формулу для определения силы натяжения нити, затем сложить эти значения для трех нитей:

T = |F1 - F2| + |F2 - F3|

где T - модуль силы натяжения нитей, F1, F2 и F3 - силы Кулона между соответствующими парами зарядов.

Демонстрация: Для данной системы с тремя зарядами q1=q2=q3=5 нКл, расположенными на расстоянии l=5 см друг от друга, мы можем использовать формулы для определения модуля силы натяжения нитей.

Подставив значения в формулу силы Кулона, получим:

F = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * |5 нКл * 5 нКл| / (0,05 м)^2 = 900 Н.

Подставив эту силу в формулу модуля силы натяжения, получим:

T = |900 Н - 900 Н| + |900 Н - 900 Н| = 0 Н.

Таким образом, модуль силы натяжения нитей в данной системе равен нулю.

Совет: При решении подобных задач полезно использовать закон Кулона для определения взаимодействия между зарядами и закон сохранения энергии для определения силы натяжения нитей. Также следует помнить о правилах знаков и направлений сил.

Дополнительное упражнение: Рассмотрим систему из четырех одинаковых точечных зарядов q, расположенных на углах квадрата со стороной d. Определите модуль силы натяжения нити, если система находится в вакууме. (Ответ: 2kq^2/d)