Яка відстань знизу потрібна підняти до даної кульки іншу кульку із зарядом 60 нкл, щоб сила натягу нитки збільшилась

Тема урока: Сила натягу нитки.

Пояснение: Чтобы понять, как изменить силу натягу нитки, необходимо обратиться к закону Кулона. Закон Кулона гласит, что сила притяжения между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Также известно, что сила натягу нитки является равной силе притяжения зарядов и направлена по нитке.

Исходя из задачи, мы хотим увеличить силу натягу нитки в 3 раза. Пусть исходная сила натягу нитки равна F, а расстояние между ниткой и зарядом, который нужно поднять, равно d.

Используя закон Кулона, мы можем записать равенство:

F = k * (Q1 * Q2) / d^2

Где k - постоянная Кулона, Q1 - заряд на первой кульке (данная кулька), Q2 - заряд на второй кульке (кулька, которую нужно поднять), d - расстояние между кульками.

Мы хотим, чтобы F стало в 3 раза больше, поэтому:

3F = k * (Q1 * 60 нкл) / d^2

Теперь, чтобы найти расстояние d, мы можем записать:

(3F)d^2 = k * (Q1 * 60 нкл)

d^2 = (k * (Q1 * 60 нкл)) / (3F)

d = sqrt[(k * (Q1 * 60 нкл)) / (3F)]

Теперь мы можем найти необходимое расстояние, чтобы увеличить силу натягу нитки в 3 раза для заданных условий.

Доп. материал: Если исходная сила натягу нитки F равна 20 Н, а заряд на данной кульке Q1 равен 40 нКл, то:

d = sqrt[(9 * 10^9 * (40 * 60 * 10^-9 Кл)) / (3 * 20 Н)]

d ≈ 0.03 м

Совет: Для лучшего понимания этого материала, рекомендуется изучить основы закона Кулона, а также провести дополнительные практические эксперименты или решить подобные задачи с различными значениями зарядов и расстояний.

Практика: Если исходная сила натягу нитки F равна 15 Н, а заряд на данной кульке Q1 равен 50 нКл, найдите необходимое расстояние d, чтобы увеличить силу натягу нитки в 3 раза.