Question

Тонкая шелковая нить выдерживает максимальную силу натяжения Т = 10 мН. На этой нити подвешен шарик, имеющий положительный заряд q1 = 11 нКл. Снизу в направлении линии подвеса к нему подносят шарик, имеющий отрицательный заряд q2 = -13 нКл. Нить разорвётся когда расстояние между шариками будет 1 см.Узнать масу шарика.

Answer 1

T=10*10^-3 Н. m=0,6*10^-3 кг. q1=11*10^-9 Кл. q2=-13*10^-9 Кл. r=?
______
Решение:
Шарик подвешен на нити, сверху на него действует сила натяжения нити, снизу - сила тяжести, а когда подносят отрицательно заряженный шарик - то и Кулоновская сила. (Т.к. разноименно заряженные тела притягиваются). Запишем второй закон Ньютона для данной системы:
При силе натяжения нити T она оборвется. Где F - Кулоновская сила, формула которой:
Где k - коэффициент Кулона равный k=9*10^9 Н*м^2/Кл^2. Заряды берем по модулю. Выражаем r: Считаем: r=√((9*10^9*11*10^-9*13*10^-9)/(10*10^-3*0,6*10^-3*10))=0,018 м. Либо r=18 мм. Ответ: r=18 мм.

Answer 2

Calculation of the Mass of the Charged Ball

To calculate the mass of the charged ball, we need to use the given information about the tension in the silk thread and the charges of the two balls.

Given: - Maximum tension in the silk thread, T = 10 mN (millinewtons) - Charge of the first ball, q1 = 11 nC (nanocoulombs) - Charge of the second ball, q2 = -13 nC (nanocoulombs) - Distance between the balls when the thread breaks, d = 1 cm = 0.01 m

We can start by finding the force acting on the charged ball due to the electric field created by the other ball. The force can be calculated using Coulomb's law:

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

where: - F is the force between the two charged balls, - k is the electrostatic constant (k = 9 * 10^9 Nm^2/C^2), - q1 and q2 are the charges of the balls, and - d is the distance between the balls.

Let's calculate the force:

F = (9 * 10^9 Nm^2/C^2) * (|11 * 10^-9 C| * |-13 * 10^-9 C|) / (0.01 m)^2.

Using this formula, we can calculate the force between the balls.

Now, we know that the tension in the silk thread is equal to the force acting on the charged ball. Therefore, we can equate the tension T to the force F:

T = F.

By substituting the value of T into the equation, we can solve for the force F.

Finally, we can calculate the mass of the charged ball using the formula:

F = m * g,

where: - m is the mass of the ball, and - g is the acceleration due to gravity (approximately 9.8 m/s^2).

By rearranging the equation, we can solve for the mass m.

Let's perform the calculations step by step.