Каков угол α, под которым нить, на которой подвешен маленький шарик с зарядом q = 10–8 Кл и непроводящая, отклоняется

Лось

25

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать знания о силе электрического поля и силе притяжения. Предположим, что маленький шарик с зарядом \(q\) находится в однородном горизонтальном электрическом поле, создаваемом другими зарядами, которые мы сейчас не рассматриваем.

Когда шарик находится в электрическом поле, на него действует сила притяжения и сила электрического поля. Поскольку электрическое поле однородно, то сила электрического поля направлена вдоль нити. При отклонении нити от горизонтального положения, эти две силы притяжения и электрического поля начинают действовать под углом.

Для нашего решения, мы можем использовать закон Кулона, который гласит, что сила притяжения между двумя зарядами пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Итак, пусть \(F_{эл}\) - сила электрического поля, действующая на шарик, а \(F_{пр}\) - сила притяжения. Тогда эти силы связаны соотношением:

\[F_{эл} = F_{пр} \cdot \tan(\alpha)\]

Где \(\alpha\) - угол, под которым нить отклоняется от горизонтального положения.

Также, сила притяжения между зарядами может быть выражена следующей формулой:

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

Где \(k\) - постоянная Кулона, а \(r\) - расстояние между зарядами.

Подставляя значения силы притяжения в уравнение для силы электрического поля и учитывая, что \(F_{эл} = q \cdot E\), где \(E\) - напряженность электрического поля, получаем следующее соотношение:

\[q \cdot E = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}} \cdot \tan(\alpha)\]

Теперь мы можем решить это уравнение относительно угла \(\alpha\):

\[\tan(\alpha) = \frac{{q \cdot E \cdot r^2}}{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}\]

Подставляя числовые значения, \(q = 10^{-8}\) Кл, \(E\) может быть дано в условии задачи, \(k\) - значение постоянной Кулона, \(q_1\) и \(q_2\) - значения зарядов, создающих электрическое поле, и \(r\) - известное нам расстояние, мы можем найти угол \(\alpha\).

Теперь я предоставлю решение с заданными значениями в следующем сообщении.