Силы тяготения и электростатические силы
Какой должен быть заряд второго шарика, чтобы сила тяготения между ними уравновесилась с электростатической силой?
Какой должен быть заряд второго шарика, чтобы сила тяготения между ними уравновесилась с электростатической силой? Массы двух одноименно заряженных шариков составляют соответственно 10^-2 и 10^-3 кг, а заряд первого шарика равен 3*10^-14.
20.12.2023 20:48
Написать свой ответ:
Пояснение: Чтобы уравновесить силу тяготения и электростатическую силу между двумя заряженными шариками, необходимо найти заряд второго шарика.
Сила тяготения между двумя объектами определяется законом всемирного тяготения и зависит от их массы и расстояния между ними. Формула для расчета силы тяготения выглядит следующим образом:
Fт = G * ((m1 * m2) / r^2),
где Fт - сила тяготения,
G - гравитационная постоянная (около 6.67430 * 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2),
m1 и m2 - массы двух объектов,
r - расстояние между двумя объектами.
Сила электростатического взаимодействия между двумя заряженными телами определяется законом Кулона и зависит от модулей и знаков зарядов и расстояния между ними. Формула для расчета электростатической силы выглядит следующим образом:
Fэ = k * ((|q1 * q2|) / r^2),
где Fэ - электростатическая сила,
k - электростатическая постоянная (около 8.99 * 10^9 N⋅m^2/C^2),
q1 и q2 - заряды двух тел,
r - расстояние между двумя телами.
Чтобы уравновесить силу тяготения и электростатическую силу, необходимо приравнять их:
Fт = Fэ.
Теперь мы можем найти заряд второго шарика, заменив известные величины в формулах и решив уравнение относительно неизвестного заряда q2.
Демонстрация:
Известно, что масса первого шарика (m1) равна 10^-2 кг, масса второго шарика (m2) равна 10^-3 кг, заряд первого шарика (q1) равен 3*10^-14 Кл. Найдите заряд второго шарика (q2), чтобы сила тяготения и электростатическая сила уравновесились.
Совет: Перед решением задачи убедитесь, что вы знакомы с формулами для силы тяготения и электростатической силы. Используйте систему уравнений, чтобы найти значение неизвестного заряда q2.
Дополнительное задание:
Масса первого шарика (m1) равна 5 * 10^-2 кг, масса второго шарика (m2) равна 2 * 10^-3 кг, а заряд первого шарика (q1) равен -2 * 10^-12 Кл. Найдите заряд второго шарика (q2), чтобы силы тяготения и электростатическая сила уравновесились.