Какие силы действуют на подвешенный на нити заряженный металлический шарик, когда к нему поднесли заряженную

Жужа

67

На подвешенный на нити заряженный металлический шарик действуют следующие силы:

1. Сила тяжести (\(F_{т}\)): Эта сила направлена вертикально вниз и вызвана притяжением Земли к массе шарика. Мы обозначим ее как \(F_{т}\) и ее величина будет равна \(m \cdot g\), где \(m\) - масса шарика, а \(g\) - ускорение свободного падения.

2. Сила натяжения нити (\(F_{н}\)): Эта сила направлена вдоль нити и направлена к центру окружности, по которой движется шарик. Она обеспечивает равномерное движение шарика по окружности и создается натяжением нити. В данном случае, так как шарик находится в состоянии покоя, натяжение нити будет равно \(F_{н} = F_{т}\).

3. Сила Кулона (\(F_{к}\)): Как только к подвешенному шарику приближается заряженная палочка, между шариком и палочкой возникает электростатическое взаимодействие. Заряженные частицы в палочке и шарике взаимодействуют с помощью силы Кулона, которая определяется формулой:

\[F_{к} = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}}\]

где \(k\) - постоянная Кулона, \(q_1\) и \(q_2\) - заряды палочки и шарика соответственно, а \(r\) - расстояние между ними.

Таким образом, на подвешенный на нити заряженный металлический шарик действуют сила тяжести \(F_{т}\), сила натяжения нити \(F_{н}\), а также сила Кулона \(F_{к}\), которая возникает при взаимодействии с заряженной металлической палочкой. Эти силы можно изобразить на рисунке 46 в вашей тетради.