Question

На некотором расстоянии друг от друга находятся 2 одноименных заряженных шарика. Показать векторы сил F1 и F2, действующих на шарики и векторы их ускорений A1 и A2. Сравните модули сил и ускорений при условии, что масса 2 шарика больше 1 шарика.

Answer 1

Если разноименные заряды одинаковы по величине, что по видимому, подразумевается в задаче, то

F1=F2

a1<a2

Answer 2

Для понимания векторов сил и ускорений на заряженные шарики, давайте обозначим следующие величины:

m1 - масса первого шарика m2 - масса второго шарика (больше массы первого шарика) q - величина заряда каждого шарика r - расстояние между шариками k - постоянная Кулона (электростатическая константа)

Силы действующие на шарики будут силами Кулона, вычисленными по формуле: $F = \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2}$

Ускорения шариков можно найти, используя второй закон Ньютона: $A = \frac{F}{m}$

Теперь найдем эти величины.

1. Вектор силы F1, действующей на первый шарик: $F1 = \frac{k \cdot |q \cdot q|}{r^2}$

2. Вектор силы F2, действующей на второй шарик: $F2 = \frac{k \cdot |q \cdot q|}{r^2}$

Обратите внимание, что модули сил F1 и F2 одинаковы, так как величина заряда и расстояние между шариками одинаковы.

3. Вектор ускорения A1 первого шарика: $A1 = \frac{F1}{m1}$

4. Вектор ускорения A2 второго шарика: $A2 = \frac{F2}{m2}$

Так как масса второго шарика больше массы первого (m2 > m1), ускорение A2 будет меньше ускорения A1.

Таким образом, при условии, что масса двух шариков различается, модули сил, действующих на оба шарика, будут одинаковы, но ускорение первого шарика будет больше ускорения второго шарика.