Question

На нитках завдовжки 62 см, закріплених в одній точці підвішені кульки масою 10-4 кг кожна. Після надання кулькам рівних однойменних зарядів нитки розійшлися, утворивши кут α = 660. Знайти заряд кожної кульки.

Answer 1

Смотри чертеж:

На электрические заряды действует кулоновская сила:
Fкл = k*q²/(2*r)²         (1)

Проекция силы натяжения Т на ось OY равна весу шарика:
Tу = m*g*cos (α/2)     (2)

Приравниваем (1) и (2):

k*q²/(2*r)²  = m*g*cos (α/2)          (3)

У нас остался не выясненным один вопрос:
А чему равно r?

Из треугольника видим, что:
sin (α/2) = r / L
r = L*sin (α/2) = 0,62*sin 33° ≈ 0,62*0,545 ≈ 0,34 м
Учтем еще, что 
cos (α/2) = cos 33° ≈ 0,839.


И вот только теперь подставляем все полученные данные в (3)

9*10⁹ *q² / (2*0,34)²   = 1*10⁻⁴*10*0,839
1,95*10¹⁰ * q² = 8,39*10⁻⁴
q = √ (8,39*10⁻⁴/1,95*10¹⁰) ≈ 0,2*10⁻⁶ Кл    или   0,2 мкКл