Як змінилася сила натягу нитки, коли кулька масою 50 г, підвішена на шовковій нитці, має заряд 12 мкКл, а інша кулька

Moroznaya_Roza_1579

63

Для решения задачи, нам понадобится использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Мы можем записать это в формуле:

\[ F = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{r^2}} ,\]

где \( F \) - сила взаимодействия, \( k \) - постоянная Кулона (\(9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\)), \( q_1 \) и \( q_2 \) - величины зарядов первой и второй кульки соответственно, а \( r \) - расстояние между ними.

В данной задаче мы имеем \( q_1 = 12 \times 10^{-6} \, \text{Кл} \) (заряд первой кульки) и \( q_2 = -4 \times 10^{-6} \, \text{Кл} \) (заряд второй кульки).

Теперь мы можем рассчитать силу взаимодействия между этими зарядами. Однако, нам необходимо узнать расстояние между кульками.

В условии задачи сказано, что вторая кулька находится на расстоянии 40 см от первой кульки знизу. Но нам необходимо знать расстояние от центра первой кульки до центра второй. Предположим, что кульки сферические и пренебрегаем их размерами.

Тогда, давайте посчитаем расстояние между центрами кульки и скорректируем для дальнейших расчетов. Если радиус первой кульки равен \( r_1 = 0.5 \, \text{см} = 0.005 \, \text{м} \), то расстояние между центрами будет \( R = 0.4 \, \text{м} + 2 \times 0.005 \, \text{м} = 0.41 \, \text{м} \).

Теперь мы можем рассчитать силу взаимодействия между этими зарядами. Подставим полученные значения в формулу:

\[ F = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{R^2}} = \frac{{9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 \cdot 12 \times 10^{-6} \, \text{Кл} \cdot (-4) \times 10^{-6} \, \text{Кл}}}{{(0.41 \, \text{м})^2}} \approx -8.65 \times 10^{-3} \, \text{Н}. \]

Получается, что сила взаимодействия между этими зарядами составляет примерно -8.65 миллиньютона (или -8.65 мкН). Знак "-" указывает на то, что сила является притягивающей.

Таким образом, сила натягу нитки изменится на -8.65 миллиньютона или -8.65 мкН.