Question

Небольшой шарик, заряд которого q1 = 20 нКл и масса m = 60 мг, подвешен в воздухе на шёлковой нити. После того как на вертикали, проходящей через центр шарика, на расстоянии r = 15 см ниже его поместили другой маленький шарик, заряженный отрицательно, модуль силы упругости нити увеличился в два раза. Определите заряд второго шарика. Нужно подробное решение.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

дано q1=20*10^-9 Кл

m=60*10^-6 кг

F2=2F1

R=15 см

q2- ?

1) очевидно F1=Fн=mg

2) F2= mg+ F кл

F2=2F1=2mg

2mg-mg=Fкл

то есть Fкл=mg=60*10^-6*10=6*10^-4 Н

3) Fкл=kq1*q2/R²

q2=F*R²/kq1=6*10^-4*225*10^-4/9*10^9*20*10^-9=7,5*10^-8 Кл

ответ q2=75 нКл

чтобы получить ответ 74 надо брать g=9,8 Н/кг   ( я брал 10)

но вы не предупредили какое брать g

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно воспользоваться законами электростатики и законами движения.

1. Сначала определим, как изменится сила упругости нити после размещения второго шарика с отрицательным зарядом.

2. Для этого используем закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами:

   F = k * |q1 * q2| / r^2

   Где: F - сила взаимодействия между шариками. k - постоянная Кулона (k ≈ 8.99 * 10^9 Н·м^2/Кл^2). q1 - заряд первого шарика (положительный). q2 - заряд второго шарика (отрицательный). r - расстояние между шариками.

3. У нас есть информация, что сила упругости нити увеличилась в два раза. Это значит, что новая сила упругости (F_new) равна удвоенной исходной силе упругости (F_old).

4. Следовательно, мы можем записать:

   F_new = 2 * F_old

5. Теперь мы можем выразить F_old через закон Кулона:

   2 * k * |q1 * q2| / r^2 = k * |q1 * q2| / r^2

6. Постоянные и расстояние r одинаковы в обоих уравнениях, поэтому мы можем сократить их:

   2 * |q1 * q2| = |q1 * q2|

7. Теперь у нас есть выражение для определения модуля заряда второго шарика:

   2 * |q1 * q2| = |q1 * q2|

8. Мы видим, что модуль заряда первого шарика (q1) не влияет на это уравнение, так как он сократился.

9. Теперь можем решить это уравнение для модуля заряда второго шарика (|q2|):

   2 * |q2| = |q2|

10. Так как |q2| не может быть отрицательным (заряд всегда положительный по модулю), то единственным решением будет:

    2 * |q2| = |q2|

    |q2| = 0

Итак, заряд второго шарика (|q2|) равен нулю. Это означает, что второй шарик не имеет заряда.