Які заряди потрібно передати кожній кульці, щоб нитки, на яких вони підвішені, утворили кут 30 градусів з вертикальною

Тема занятия: Электростатика.

Инструкция: Для решения данной задачи мы можем использовать закон Кулона и принцип равновесия. Во-первых, нам нужно найти связь между силой тяжести, натяжением нити и силой электростатического отталкивания между кульками.

Пусть каждая кулька имеет заряд q и массу m. Так как кульки находятся в равновесии, сумма сил, действующих на каждую кульку, должна быть равна нулю. Эти силы включают силу тяжести, направленную вниз, и силу электростатического отталкивания, направленную вверх.

Сила тяжести равна F_т = mg, где g - ускорение свободного падения.

Сила электростатического отталкивания между кульками равна F_э = k*q^2/r^2, где k - электростатическая постоянная, r - расстояние между кульками.

Таким образом, чтобы нитки образовывали угол 30 градусов с вертикалью, сумма вертикальных компонентов сил должна равняться нулю:

F_т*sin(30) - F_э*sin(30) = 0.

Подставляя значения сил в данное уравнение, мы можем найти соотношение между зарядами:

mg*(1/2) - k*q^2/(4*r^2)*(1/2) = 0.

Решив это уравнение относительно q, мы найдем значения зарядов, которые необходимо передать каждой кульке.

Доп. материал: Пусть масса каждой кульки равна 0,1 кг, расстояние между ними равно 0,2 м, а ускорение свободного падения g = 9,8 м/с^2. Тогда, решая уравнение, мы найдем значения зарядов, которые необходимо передать каждой кульке.

Совет: Для лучшего понимания электростатики, рекомендуется изучить закон Кулона, принцип равновесия и связанные с ними понятия, такие как электрический заряд и электрическое поле.

Ещё задача: Пусть масса каждой кульки равна 0,05 кг, расстояние между ними равно 0,1 м, а ускорение свободного падения g = 9,8 м/с^2. Найдите значения зарядов, чтобы нитки образовывали угол 45 градусов с вертикалью.