Яку заряд має мати друга кулька, розміщена на відстані 30 см від кульки масою 150 мг, щоб сила натягу нитки зменшилася

Содержание: Закон Кулона

Пояснение: Закон Кулона описывает взаимодействие между заряженными телами. Он формулируется следующим образом: сила притяжения или отталкивания между двумя заряженными телами пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

В данной задаче у нас есть две кульки, одна из которых имеет заряд, а другая - нет. Также дано, что сила натягу нитки должна уменьшиться вдвое. Для решения задачи нужно использовать вышеупомянутый закон Кулона.

Давайте обозначим заряд кульки с известным зарядом как q1, а заряд кульки без заряда - как q2. Расстояние между кульками обозначим как r.

Согласно задаче, сила натягу нитки должна уменьшиться вдвое, а значит, можно записать следующее уравнение:

F1 = F2/2,

где F1 - сила натягу нитки до изменения, а F2 - сила натягу нитки после изменения.

Согласно закону Кулона, сила натягу нитки между заряженными кульками вычисляется по формуле:

F = (k * |q1 * q2|) / r^2,

где k - постоянная Кулона, |q1| и |q2| - модули зарядов, а r - расстояние между кульками.

Подставим эти формулы в уравнение:

(k * |q1 * q2|) / r^2 = (k * |q1 * q2|) / (2 * r)^2.

Переставим переменные:

r^2 = (2 * r)^2,

r^2 = 4 * r^2,

3 * r^2 = 0.

Решение получилось невозможным, так как подставленное значение расстояния r не имеет реального значения. В данном случае задача не имеет решения, так как для достижения требуемого уменьшения силы натягу нитки необходимо существование отрицательного заряда, которого не может быть в данной модели.

Совет: Важно помнить, что закон Кулона описывает идеализированную систему заряженных тел и действует только при условии, что заряды статические и расстояние между ними достаточно большое.

Задача для проверки: Первая кулька имеет заряд 4 мкКл. Какой заряд должна иметь вторая кулька, размещенная на расстоянии 20 см от первой, чтобы сила натягу нитки стала в 3 раза меньше?