Каково натяжение нити, связывающей шарик с зарядом q1 = +7,6·10-8 кл и второй шарик массой m = 3,3 г и зарядом

Содержание: Натяжение нити между шариками

Пояснение: Для решения этой задачи, нам нужно использовать закон всемирного тяготения и уравнение состояния равновесия. Закон всемирного тяготения гласит, что масса тела притягивается другими телами с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Уравнение состояния равновесия гласит, что сумма всех сил, действующих на тело, равна нулю.

Давайте решим эту задачу:

Шарики притягиваются с силой, которая определяется законом всемирного тяготения:
F = G * (m1 * m2) / r^2,

где F - сила притяжения, G - гравитационная постоянная (равна 6,67 * 10^-11 Н * м^2 / кг^2), m1 и m2 - массы шариков, r - расстояние между ними.

Так как шарики находятся в равновесии, натяжение нити должно быть равно силе притяжения:

T = F.

Подставим в формулу значения массы первого шарика m1 = 3.3 г (3.3 * 10^-3 кг), заряда первого шарика q1 = 7.6 * 10^-8 кл, массы второго шарика m2 = 3.8 * 10^-8 кл, расстояния r = 5.5 см (5.5 * 10^-2 м) и гравитационную постоянную G = 6.67 * 10^-11 Н * м^2 / кг^2:

F = (6.67 * 10^-11 Н * м^2 / кг^2) * ((3.3 * 10^-3 кг) * (3.8 * 10^-8 кл)) / (5.5 * 10^-2 м)^2.

После подстановки всех значений и вычислений получаем:

F ≈ 2.09 * 10^-6 Н.

Таким образом, натяжение нити между шариками составляет около 2.09 * 10^-6 Н.

Совет: Для понимания этой темы полезно ознакомиться с основами гравитации и уравнениями состояния равновесия.

Дополнительное упражнение: Рассмотрим те же самые шарики с такими же массами и зарядами, но на этот раз расстояние между ними увеличивается до 7.5 см. Каково будет натяжение нити между шариками?