У скільки разів змінилася сила натягу нитки, якщо кулька масою 50 г, підвішена на шовковій нитці, має заряд 12 мкКл
У скільки разів змінилася сила натягу нитки, якщо кулька масою 50 г, підвішена на шовковій нитці, має заряд 12 мкКл, та на відстані 40 см від неї знизу перебуває інша кулька, що має заряд –4 мкКл?
10.12.2023 21:44
Написать свой ответ:
Инструкция: Для решения данной задачи нам необходимо применить закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия двух точечных зарядов прямо пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Сначала найдем величину силы взаимодействия между кульками. Для этого воспользуемся формулой:
F = (k * |q1 * q2|) / r^2,
где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2), q1 и q2 - заряды кульки, r - расстояние между кульками.
В данном случае q1 = 12 * 10^-6 Кл, q2 = -4 * 10^-6 Кл, r = 0.4 м.
Подставляя значения в формулу, получаем:
F = (9 * 10^9 * |12 * 10^-6 * (-4 * 10^-6)|) / (0.4)^2,
F = (9 * 12 * 4 * 10^-12) / 0.16,
F = 27 * 10^-12 / 0.16,
F = 168.75 * 10^-12.
Теперь, чтобы найти количество изменений натяжения нитки, мы должны разделить силу взаимодействия на вес кульки.
Масса кульки = 50 г = 0.05 кг.
Ускорение свободного падения на Земле примерно равно 9.8 м/c^2.
Поэтому, величина натяжения нитки равна:
T = m * g,
T = 0.05 * 9.8 = 0.49 Н.
Теперь можно найти количество изменений натяжения нитки, поделив силу взаимодействия на величину натяжения нитки:
Количество изменений натяжения = F / T,
Количество изменений натяжения = (168.75 * 10^-12) / 0.49.
Рассчитав данное выражение, найдем количество изменений натяжения нитки.
Пример использования:
Если заряд первой кульки равен 8 мкКл, а заряд второй кульки равен -2 мкКл, а расстояние между ними составляет 0.3 м, какая сила будет действовать между ними?
Совет:
Для лучшего понимания закона Кулона, рекомендуется ознакомиться с понятием электрических зарядов и их взаимодействия. Изучите основные принципы и формулы этой темы, а также примеры и задачи.
Упражнение:
Ускорение свободного падения на планете X равно 25 м/c^2. Найдите силу, с которой вода действует на тело массой 2 кг, если оно полностью погружено в воду. Расстояние от тела до поверхности воды составляет 3 метра.