Question

Шарик массой 2г, имеющий заряд q=2.5*10^-9 Кл, подвешен на нити и движется в горизонтальной плоскости по окружности радиусом 3см с частотой 2с^-1.В центре окружности помещают шарик с таким же зарядом, какой должна стать частота вращения первого шарика, чтобы радиус окружности не изменился?Нужен рисунок и решение.

Answer 1

Рисуешь окружность, в центре маленьким кружочком заряд, на окружности еще один заряд. От заряда на окружности рисуешь 3 стрелочки: по касательной - это вектор скорости (обозначаешь v со стрелочкой наверху), затем перпендикулярно ему одну стрелочку из окружности, обозначаешь Fк ( это сила кулоновского взаимодействия), а вторую стрелочку в окружность к второму заряду,точнее к центру окружности и обозначаешь ее Fц (это центростремительная сила). На продолжении последней стрелочки от заряда, который в центре, рисуешь стрелочку и обозначаешь тоже Fк (тем самым показываешь, как заряды отталкиваются друг от друга).

Теперь решение.

Силу Fц можно описать  формулой  Fц = mv / r  (1) , где v - это скорость, которую находим по формуле v = 2ПrV(это ню - частота).  П - это число пи = 3,14

Эту формулу подставляем в  (1) и получаем  Fц = 2ПVm = 0,025 Н           (2)

Теперь найдем Fк по формуле  Fк = kq^2 ( в квадрате) / r ^2  = 0,005 Н

Так как эти силы направлены в противоположные стороны, то F результатирующая равна F = Fц - Fк  = 0,02 Н

Теперь из формулы  (2) выражаем искомую V (ню) V = F / 2Пm  = 1,6 с