Какова угловая скорость вращения изолированной системы из двух точечных зарядов q и –q, имеющих одинаковые массы

Тема урока: Угловая скорость вращения изолированной системы зарядов

Пояснение:
Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать законы электростатики и законы механики.

Для начала, мы можем найти интенсивность электрического поля в точке между зарядами. Из закона Кулона известно, что электрическая сила между двумя точечными зарядами равна

F = k * (q1 * q2) / r^2,

где F - сила, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между зарядами.

Для этой задачи нам нужно, чтобы эти заряды вращались по окружности вокруг оси, проходящей через серединный перпендикуляр между ними. Следовательно, центростремительная сила равна силе электростатического взаимодействия между зарядами:

F = m * w^2 * L,

где m - масса зарядов, w - угловая скорость вращения зарядов, L - расстояние между зарядами.

Мы можем приравнять эти две силы и найти угловую скорость:

k * (q^2 / L^2) = m * w^2,

w = sqrt(k * q^2 / (m * L^2)).

Например:
Если масса зарядов m = 2 кг, величина заряда q = 3 Кл, а расстояние между зарядами L = 0.5 м, то угловая скорость вращения будет:

w = sqrt(9 * 9 * 10^9 / (2 * 0.5^2)).

Совет:
Для более глубокого понимания угловой скорости и вращательного движения взаимодействия зарядов, рекомендуется ознакомиться с теорией электростатики и механики, а также примерами задач на эту тему.

Задание для закрепления:
Найдите угловую скорость вращения изолированной системы из двух зарядов с массами 1 кг и зарядами 4 Кл, находящихся на расстоянии 2 м друг от друга.