Яким повинен бути заряд другої кульки, щоб зменшити силу натягу нитки вдвічі, коли на неї впливає куля масою 150

Содержание: Закон Кулона и электрический заряд
Описание: Для решения этой задачи мы можем использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя электрически заряженными телами пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Мы также можем использовать понятие равновесия силы натяжения нити и силы электростатического взаимодействия.

В данной задаче нам известны следующие значения:

Масса кули м1 = 150 мг = 0.15 г

Заряд кули м1 = +10 нКл

Расстояние между кулями r = 30 см = 0.3 м

Пусть заряд второй кули м2 = q

По закону Кулона сила взаимодействия между этими кулями будет равной:

F = k * |(m1 * q) / r^2|

где k - постоянная Кулона, равная 9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2

Мы также знаем, что сила натяжения нити в два раза меньше силы взаимодействия этих куль, поэтому:

Fн = F / 2

Следовательно, мы можем записать уравнение:

Fн = k * |(m1 * q) / r^2| = (k * m1 * q) / r^2

Для того чтобы сила натяжения нити уменьшилась в два раза, значение заряда второй кули должно быть равно:

(q * m1) / r^2 = (q * 0.15 г) / (0.3 м)^2 = (q * 0.15 г) / 0.09 м^2 = 2 * (q * 0.15 г) / 0.09 м^2

Решив это уравнение, мы найдем значение заряда второй кули, которое позволит уменьшить силу натяжения нити в два раза.

Например: Какой заряд должна иметь вторая куля, чтобы сила натяжения нити уменьшилась вдвое, если на нее действует куля массой 150 мг с зарядом +10 нКл, находящаяся на расстоянии 30 см от нее?

Совет: Для понимания задачи полезно вспомнить определение силы взаимодействия двух электрических зарядов и при каких условиях эта сила может быть равна силе натяжения нити. Также полезно знать значение постоянной Кулона.

Дополнительное задание: Рассчитайте значение заряда второй кули в задаче выше, чтобы уменьшить силу натяжения нити в два раза.