Question

Маленька кулька масою 0.4г підвішена на тонкій шовковій нитці та має заряд 4*10-7 Кл. На яку відстань знизу слід піднести іншу кульку з однойменним зарядом 6*10-8 Кл, щоб натяг нитки став удвічі меншим.

Answer 1

Ответ:

Можна використати закон Кулона для розв'язання цієї задачі. Закон Кулона стверджує, що сила притягування між двома точковими зарядами залежить від їхніх величин та відстані між ними.

Сила притягування F між двома зарядами q1 та q2, які знаходяться на відстані r один від одного, обчислюється за формулою:

F = (1/(4πε₀)) * (q1*q2)/r^2

де ε₀ - діелектрична стала, яка має значення 8,85*10^-12 Ф/м.

У даній задачі ми хочемо знайти відстань між кулькою з зарядом 410^-7 Кл і кулькою з зарядом 610^-8 Кл, при якій натяг нитки становитиме удвічі менше, ніж початковий натяг.

Початковий натяг нитки буде рівним вазі кульки, тобто:

T = mg

де m - маса кульки, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м/с^2).

Для знаходження нової відстані між кульками, при якій натяг нитки становитиме удвічі менше, можемо скористатися рівновагою сил. Кулька з меншим зарядом буде знаходитися в рівновазі між силами притягування кульки з більшим зарядом та силою натягу нитки:

F = T/2

Знаючи силу притягування між кульками та натяг нитки, можемо знайти відстань r між кульками:

F = (1/(4πε₀)) * (q1*q2)/r^2

рівносильно:

r = √((1/(4πε₀)) * (q1*q2) / F)

Підставляючи відповідні значення, отримуємо:

r = √((1/(4π8,8510^-12)) * (410^-7 * 610^-8) / (0,20,00049,8))

r ≈ 0,027 м або 2,7 см

Объяснение:

Answer 2

За даними пошукових результатів, для відповіді на ваше запитання потрібно використовувати закон Кулона та закон Гука.

Закон Кулона:

Закон Кулона стверджує, що сила взаємодії між двома точковими зарядами пропорційна добутку їх зарядів та обернено пропорційна квадрату відстані між ними. Формула для цього закону виглядає так:

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

де: - F - сила взаємодії між зарядами, - k - електростатична константа (9 * 10^9 Nm^2/C^2), - q1 та q2 - заряди кульок, - r - відстань між кульками.

Закон Гука:

Закон Гука описує силу, яка діє на пружину, коли її розтягують або стискають. Закон Гука має такий вигляд:

F = k * x

де: - F - сила, що діє на пружину, - k - коефіцієнт жорсткості пружини, - x - відстань, на яку розтягнута або стиснута пружина.

Відповідь:

За даними, маса кульки дорівнює 0.4 г, а її заряд - 4 * 10^-7 Кл. Інша кулька має заряд 6 * 10^-8 Кл. Щоб натяг нитки став удвічі меншим, потрібно знайти відстань, на яку потрібно підняти другу кульку.

Для цього використаємо закон Кулона та закон Гука. Сила натягу нитки, яка діє на першу кульку, повинна бути рівною силі взаємодії між кульками. За законом Гука, ця сила також пропорційна відстані між кульками. Тому, якщо натяг нитки стає удвічі меншим, то відстань між кульками також повинна стати удвічі більшою.

Отже, щоб знайти відстань, на яку потрібно підняти другу кульку, ми можемо використати співвідношення:

F1 = F2

де: - F1 - сила взаємодії між кульками, коли вони знаходяться на відстані r, - F2 - сила взаємодії між кульками, коли вони знаходяться на відстані 2r.

Застосуємо закон Кулона для обчислення сил взаємодії між кульками:

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

Скасуємо спільні множники та спростимо рівняння:

1 / r^2 = 1 / (2r)^2

1 / r^2 = 1 / 4r^2

Помножимо обидві частини рівняння на 4r^2:

4r^2 / r^2 = 1

4 = 1

Отримали протиріччя. Рівняння не має розв'язків, тому неможливо знайти відстань, на яку потрібно підняти другу кульку, щоб натяг нитки став удвічі меншим.