Question

4. Визначте силу натягу нитки , якщо електричне поле діє на кульку із силою 56 мН,об'єм кульки — 4 см3, середня густина 0,6 г/см3.​

Answer 1

дано:

fел. = 156 мн = 0,156 н

v = 0,4 см³ = 0,4 · 10–6 м³

ρ = 12 г/см³   = 12 000 кг/м³

fпр. — ?

если шарик неподвижная, можно считать, что силы, действующие на нее, скомпенсированы, то есть:

                                 f ел. = f пр. + f тяж.,

где f тяж. = mg; m = ρv.

итак, f пр. = fел. - ρvg.

                 кг · м³ · h

[f пр] = h = h

                     м³ · кг      

fпр. = 0,156 - 600 · 4 · 10-6 · 9,8 = 0,0032 (h) = 32 мн.

ответ: сила натяжения нити 32 мн.

Answer 2

Щоб визначити силу натягу нитки, потрібно використовувати формулу сили натягу, яка випливає з третього закону Ньютона. Цей закон стверджує, що сила, яка діє на об'єкт, дорівнює масі цього об'єкта, помноженій на прискорення. У випадку сили натягу, це прискорення є доцентровим, тобто воно направлене до центру кола, на якому обертається об'єкт .

У даній задачі електричне поле діє на кульку з силою 56 мН. Ця сила є рівною силі тяжіння, яка діє на кульку. Отже, маса кульки можна визначити за формулою:

F = m * g

де F - сила тяжіння, m - маса, g - прискорення вільного падіння (близько 9.81 м/с²).

m = F / g = 56 мН / 9.81 м/с² ≈ 5.7 г

Тепер, коли ми знаємо масу кульки, ми можемо використати цю інформацію для обчислення сили натягу нитки. За третім законом Ньютона, сила натягу дорівнює масі об'єкта, помноженій на доцентрове прискорення:

T = m * a_D

де T - сила натягу, a_D - доцентрове прискорення.

Доцентрове прискорення можна обчислити за формулою:

a_D = a / R

де a - швидкість обертання, R - радіус кола.

Отже, щоб визначити силу натягу нитки, потрібно знати швидкість обертання кульки на цій нитці. Ця інформація не надана в задачі, тому ми не можемо точно обчислити силу натягу.

Важливо зазначити, що ця формула припускає, що кулька є єдиним об'єктом, який обертається на нитці, і що ніякі інші сили, крім сили тяжіння та сили натягу, не діють на кульку .