Question

СРОЧНО ДАМ МНОГО БАЛЛОВ!! На шовковій нитці висить металева кулька масою 20 г, якій надали заряд 32 мКл. Знизу до цієї кульки підносять ще одну кульку. За відстані 50 см між кульками нитка рветься. Чому дорівнює заряд другої кульки, якщо нитка витримує максимальну силу натягу 900 мН? Відповідь запиши у мКл, округливши до десятих.​

Answer 1

Ответ:

Заряд другої кульки дорівнює 16 мКл.

За законом Кулона сила електричного поля між двома кульками пропорційна добутку зарядів двох кульок та відповідно обернена до квадрату відстані між ними. Значить, щоб сила електричного поля між двома кульками дорівнювала максимальній силі натягу 900 мН, заряд другої кульки має дорівнювати 32/50^2 мКл, тобто 16 мКл.

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі, спочатку знайдемо силу натягу, яку створює перша кулька на нитку.

Запишемо рівняння для електростатичної сили між кульками: F = k * |Q₁ * Q₂| / r²,

де F - електростатична сила, k - електростатична константа, Q₁ і Q₂ - заряди першої та другої кульок, r - відстань між кульками.

За умовою задачі, нитка рветься, коли сила натягу досягає максимального значення 900 мН (0.9 Н). Тому можемо записати: F = 0.9 Н.

Також нам дано, що маса першої кульки дорівнює 20 г (0.02 кг) і їй надали заряд 32 мкКл (32 * 10⁻³ Кл).

Сила натягу нитки може бути обчислена як: F = m * g,

де m - маса кульки, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9.8 м/с²).

Підставимо відомі значення: 0.9 Н = 0.02 кг * 9.8 м/с².

Розв'язавши це рівняння, отримаємо значення прискорення вільного падіння: 9.8 м/с² = 0.9 Н / 0.02 кг = 45 м/с².

Тепер, коли відомо значення прискорення вільного падіння, можна знайти електростатичну силу між кульками.

Формула для електростатичної сили між кульками: F = k * |Q₁ * Q₂| / r².

Ми знаємо значення сили (0.9 Н), відстань між кульками (50 см = 0.5 м) та заряд першої кульки (32 мкКл = 32 * 10⁻³ Кл). Залишається знайти заряд другої кульки (Q₂).

Підставимо відомі значення в рівняння: 0.9 Н = (9 * 10⁹ Н * м²/Кл²) * (32 * 10⁻³ Кл * Q₂) / (0.5 м)².

Розв'язавши ц