Закон Кулона и электростатика
Існують дві кульки масою 0,4 грама кожна, які підвішені на тонких нитках і торкаються одна одну. Після прискорення
Існують дві кульки масою 0,4 грама кожна, які підвішені на тонких нитках і торкаються одна одну. Після прискорення кульок однаковим зарядом, вони розійшлися на відстань 30 см. Необхідно визначити значення заряду на кульках, при умові, що кут між нитками становить
13.12.2023 12:56
Написать свой ответ:
Разъяснение: Для решения данной задачи мы можем использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Итак, у нас есть две кульки одинаковой массы, которые находятся на расстоянии 30 см друг от друга. Поскольку они одинаковы по массе и подвешены на тонких нитках, можем сделать вывод, что сила притяжения между ними равна и направлена вдоль линии их соединения.
Для того чтобы определить значение заряда на кульках, нам нужно учесть равновесие сил. Поскольку они отдаляются друг от друга, можно заключить, что сила отталкивания между ними превышает силу притяжения.
Найдем силу отталкивания с использованием закона Кулона:
F = (k * q1 * q2) / r^2,
где F - сила отталкивания, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды на кульках, r - расстояние между ними.
Получим уравнение:
(k * q^2) / r^2 = m * g,
где m - масса кульки, g - ускорение свободного падения.
Из данного уравнения можно выразить заряд q:
q = sqrt((m * g * r^2) / k).
Подставим известные значения:
q = sqrt((0,4 * 9,8 * 0,3^2) / k).
Здесь k - постоянная Кулона, которая составляет приблизительно 9 * 10^9 Н·м^2/Кл^2.
Подставив это значение, мы сможем вычислить заряды на кульках.
Например: Кульки, массой 0,2 г и подвешенные на нитке, отдалились на расстояние 20 см. Определите значение заряда на кульках.
Совет: Для лучшего понимания задачи, уделите особое внимание закону Кулона и его применению. Разберитесь, как выражение силы отталкивания было получено на основе данного закона. Также, имейте в виду, что заряды кульек могут быть как положительными, так и отрицательными.
Практика: В двухизмерном пространстве находятся две одинаковые положительные заряженные частицы с зарядом 2 Кл каждая. Расстояние между частицами равно 1 м. Какова сила взаимодействия между ними?