Question

100 БАЛОООВВ Дві однакові невеликі кульки, кожна з яких має масу 0,6 г, підвішені в одній точці на шовкових нитках завдовжки 25 см кожна. Які однакові заряди необхідно передати кулькам, щоб їхні нитки утворили з вертикаллю кут 45°?

Answer 1

Fт=m*g     Fк=k*q1*q2/R^2   и   Fн=m*g*cosa

m*g*tga=k*Q^2/R^2

R=2*L*sina

m*g*tga=k*Q^2/4*L^2*sin²a

Q=2*L*sina*√m*g*tga/k=0.25*√0.6*10^-3*10*1/9*10^9=(√15*10^6)/18

Answer 2

Для вирівнювання ниток під кутом 45°, на кожну кульку треба надати електричний заряд. Давайте розглянемо цей процес.

Кулька 1 має масу m = 0,6 г = 0,0006 кг. Довжина нитки L = 25 см = 0,25 м.

Кулька 2 також має масу m = 0,6 г = 0,0006 кг. Довжина нитки L = 25 см = 0,25 м.

Сила тяжіння на кожну кульку: F = mg, де g - прискорення вільного падіння, приблизно 9,81 м/с².

F = 0,0006 кг * 9,81 м/с² = 0,005886 Н.

Так як ми хочемо, щоб кут між ниткою і вертикаллю був 45°, то сумарна сила електростатичного відштовхування має дорівнювати силі тяжіння.

Сила електростатичного відштовхування між двома кульками дорівнює: F = k * (q1 * q2) / r², де k - електростатична константа, приблизно 8,99 * 10⁹ Н·м²/Кл², q1 і q2 - заряди кульок, r - відстань між кульками.

В даному випадку ми маємо r = 0,25 м (довжина нитки).

Покладемо q1 = q2 = q (однакові заряди для обох кульок).

Отже, ми можемо записати рівняння для електростатичного відштовхування: k * (q * q) / (0,25 м)² = 0,005886 Н.

Розв'яжемо рівняння відносно q:

q² = (0,005886 Н * (0,25 м)²) / k, q² = 0,000073575 Кл², q = √0,000073575 Кл, q ≈ 0,00858 Кл.

Отже, заряд, який треба передати кожній кульці, щоб їх нитки утворили з вертикаллю кут 45°, приблизно дорівнює 0,00858 Кл, або 8,58 мКл.