Масса и взаимодействие заряженных шаров
Каковы массы двух шаров, которые имеют одинаковый размер и массу, но разные заряды (+4·10∧-8 Кл и +10∧-11
Каковы массы двух шаров, которые имеют одинаковый размер и массу, но разные заряды (+4·10∧-8 Кл и +10∧-11 Кл соответственно) и взаимодействуют друг с другом в воздухе? Известно, что сила их гравитационного взаимодействия уравновешивается силой их кулонного взаимодействия.
10.12.2023 11:29
Написать свой ответ:
Пояснение:
Для решения этой задачи нам необходимо использовать законы гравитационного и кулонного взаимодействия между заряженными телами.
Гравитационное взаимодействие определяется законом тяготения Ньютона:
Fг = G * (m1 * m2) / r^2,
где Fг - сила гравитационного взаимодействия, G - гравитационная постоянная (приближенное значение: 6.67 * 10^-11 Н * м^2 / кг^2), m1 и m2 - массы шаров, r - расстояние между центрами шаров.
Кулонное взаимодействие определяется законом Кулона:
Fк = (k * |q1 * q2|) / r^2,
где Fк - сила кулонного взаимодействия, k - электростатическая постоянная (приближенное значение: 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды шаров, r - расстояние между центрами шаров.
По условию задачи, силы гравитационного и кулонного взаимодействия равны и уравновешиваются:
Fг = Fк.
Подставляя значения и приводя уравнение к виду массы:
G * (m₁ * m₂) / r² = (k * |q₁ * q₂|) / r²,
m₁ * m₂ = (k * |q₁ * q₂|) / G.
Используя значения q₁, q₂, G и k, мы можем вычислить массу шаров.
Дополнительный материал:
Массы двух шаров с равным размером и массой, но разными зарядами (+4·10∧-8 Кл и +10∧-11 Кл соответственно) и равен двум килограммам. Известно, что сила их гравитационного взаимодействия уравновешивается силой их кулонного взаимодействия. Вычислите массы обоих шаров.
Совет:
Для понимания этой задачи, важно ознакомиться с основами законов гравитационного и электростатического взаимодействия. Помните, что знак заряда и расстояние между телами также играют роль в решении задачи. Регулярная практика с подобными задачами поможет улучшить ваше понимание и навыки в решении физических задач.
Закрепляющее упражнение:
Два шара имеют массы 0.5 кг каждый и разные заряды (+3·10∧-8 Кл и +5·10∧-10 Кл соответственно). Расстояние между центрами шаров равно 1 м. Вычислите силу их гравитационного взаимодействия и их кулонное взаимодействие. Определите, какая сила взаимодействия преобладает и почему.