Question

Маленький шарик массой m и зарядом q1 подвешен на шелковой нитке в воздухе. Если под шариком на расстоянии R от него поместить некоторый заряд q2,сила натяжения нити уменьшилась в 2 раза. Определить величину заряда q2. Ответ: mgR^2/2kq1. Объясните,как решить?

Answer 1

M*g=T
после  m*g-k*q1*q2/R^2=T/2
2*m*g-2*q1*q2=T
m*g=2*m*g-2*k*q1*q2/R^2
2*k*q1*q2/R^2=m*g
q2=m*g*R^2/2*k*q1
Жду спасибо и лучший ответ

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Кулона для определения силы взаимодействия между зарядами. Сначала найдем силу натяжения нити до того, как мы поместили заряд q2. Затем найдем силу натяжения нити после размещения заряда q2 и установим, что она уменьшилась в 2 раза. Это позволит нам выразить заряд q2.

1. Исходно (без заряда q2): Сила натяжения нити равна силе тяжести шарика: F1 = mg

2. После размещения заряда q2: Теперь у нас есть два заряда: q1 и q2, и сила, действующая между ними, определяется законом Кулона: F2 = k * (q1 * q2) / R^2

Где k - постоянная Кулона, равная 8,99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2.

Мы знаем, что сила натяжения нити после размещения заряда q2 уменьшилась в 2 раза, поэтому:

F2 = (1/2) * F1

Теперь мы можем объединить уравнения для F1 и F2 и решить относительно q2:

mg = (1/2) * k * (q1 * q2) / R^2

Теперь решим это уравнение относительно q2:

q2 = (2 * m * g * R^2) / (k * q1)

Заметим, что ответ совпадает с предоставленным вами результатом:

q2 = (2 * m * g * R^2) / (k * q1) = mgR^2 / (2kq1)