Какова сила натяжения нити (в мкН), если масса шарика, подвешенного на нерастяжимой нити, составляет 20 мг и на рисунке
Какова сила натяжения нити (в мкН), если масса шарика, подвешенного на нерастяжимой нити, составляет 20 мг и на рисунке изображены два заряженных шарика с разными именами и зарядами, равными 120 нКл, и расстояние между центрами шариков?
Cherepaha_3777 28
Чтобы решить эту задачу, нам понадобится закон Кулона и закон Ньютона.Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя заряженными телами пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Таким образом, мы можем записать формулу для силы взаимодействия \(F\) между двумя заряженными шариками следующим образом:
\[F = \dfrac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}}\]
Где \(k\) - постоянная Кулона (\(k \approx 9 \times 10^9 \, \text{Нм}^2/\text{Кл}^2\)), \(q_1\) и \(q_2\) - заряды шариков, а \(r\) - расстояние между их центрами.
В данном случае, у нас есть два шарика с зарядами 120 нКл. Так как нить нерастяжимая, нить находится в состоянии равновесия, и сумма сил в вертикальном направлении равна нулю:
\[F_{\text{тяж}} - F_{\text{отт}} = 0\]
Где \(F_{\text{тяж}}\) - сила натяжения нити, \(F_{\text{отт}}\) - сила отталкивания между заряженными шариками.
Теперь мы можем рассчитать силу отталкивания между заряженными шариками с помощью формулы Кулона:
\[F_{\text{отт}} = \dfrac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}}\]
В данной задаче нам не даны значения расстояния между шариками \(r\), поэтому мы не можем точно рассчитать силу отталкивания. Однако мы можем дать общую формулу.
А вот сила натяжения нити \(F_{\text{тяж}}\) будет равна силе отталкивания \(F_{\text{отт}}\).
Таким образом, ответ на задачу будет зависеть от значения расстояния между центрами шариков (\(r\)). Если расстояние \(r\), задано в условии, то мы сможем точно рассчитать силу натяжения нити. Если же расстояния между шариками нет в условии задачи, то мы не сможем точно определить силу натяжения нити.