Какой заряд q2 необходимо поместить на расстояние 5 см от заряженного шарика массой 20 г, чтобы его вес уменьшился

Тема урока: Закон всемирного притяжения

Пояснение: В данной задаче нам нужно определить, какой заряд q2 необходимо поместить на расстояние 5 см от заряженного шарика, чтобы его вес уменьшился в 2 раза. Для решения этой задачи мы можем использовать закон всемирного притяжения.

Закон всемирного притяжения утверждает, что сила притяжения между двумя телами пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Мы знаем, что масса шарика составляет 20 г (или 0,02 кг) и что его заряд составляет 10^-6 Кл. Также дано, что вес шарика должен уменьшиться в 2 раза.

Для определения заряда q2 мы можем использовать соотношение между силой тяжести и силой электростатического притяжения:

Fтяж = Fэлектр

m * g = k * (|q1 * q2| / r^2)

где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения, k - постоянная, q1 и q2 - заряды шарика и второго заряда, r - расстояние между ними.

Мы можем выразить q2:

q2 = (m * g * r^2) / (k * |q1|)

Подставим известные значения:

q2 = (0,02 * 9,8 * (0,05)^2) / (k * |10^-6|)

Так как постоянная k и модуль заряда q1 известны, можно вычислить значение q2.

Пример: Дано: m = 20 г (или 0,02 кг), g = 9,8 м/с^2, r = 5 см (или 0,05 м), q1 = 10^-6 Кл

Найдем q2:

q2 = (0,02 * 9,8 * (0,05)^2) / (k * |10^-6|)

Совет: Для лучшего понимания закона всемирного притяжения, рекомендуется изучить его математическую формулировку и свойства. Также полезно знать значения фундаментальных физических констант, таких как постоянная Гравитации и постоянная Электростатического притяжения.

Задание для закрепления: Если масса заряженного шарика увеличиться в 3 раза, а расстояние между шариком и зарядом q2 увеличиться в 2 раза, как изменится величина заряда q2, чтобы его вес оставался неизменным?