Яким буде змінений натяг шовкової нитки, коли знизу на відстані 20 см від кульки розмістити заряд +1 мкКл? Будь ласка

Борис

45

Щоб відповісти на це питання, спочатку нам потрібно знати, яка сила діє на натяг шовкової нитки, коли поруч розташований заряд +1 мкКл. Для цього використаємо закон Кулона.

Закон Кулона говорить нам, що сила взаємодії між двома точковими зарядами пропорційна добутку значень зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними. Вираз для сили згідно закону Кулона:

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

де \( F \) - сила взаємодії, \( k \) - електрична стала Кулона, \( q_1 \) і \( q_2 \) - значення зарядів, \( r \) - відстань між зарядами.

В нашому випадку ми маємо заряд +1 мкКл і відстань 20 см (або 0,2 м), тому сила взаємодії буде:

\[ F = \frac{(9 \cdot 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2) \cdot (1 \cdot 10^{-6} \, \text{Кл}) \cdot (1 \cdot 10^{-6} \, \text{Кл})}{(0,2 \, \text{м})^2} \]

Обчисливши це вираження, отримаємо значення сили взаємодії. Застосуємо також поняття натягу шовкової нитки і з"ясуємо, яким буде змінений натяг.

Натяг шовкової нитки залежить від сили, що діє на неї. Якщо на нитку діє сила в одну сторону, нитка розтягується та обтяжується. Якщо на нитку діє сила в іншу сторону, нитка стискається та втрачає натяг.

Отже, якщо сила взаємодії на шовкову нитку спрямована угору (в протилежному напрямку до сили тяжіння), натяг буде зменшуватись. Якщо сила взаємодії спрямована вниз (у напрямку зі зростання сили тяжіння), натяг буде збільшуватись.

Отже, після визначення сили взаємодії за допомогою закону Кулона, потрібно порівняти її з силою тяжіння. Якщо виходить, що сила взаємодії менша за силу тяжіння, натяг зменшується. Якщо сила взаємодії більша за силу тяжіння, натяг збільшується.

Будь ласка, дайте колишній шаблон оформлення для розв"язку із поясненнями.