Какова сила натяжения нити, если шарик массой 20 мг и положительным зарядом 120 нКл подвешен на нерастяжимой нити

Для решения данной задачи нам понадобятся несколько физических законов и формул.

Первым шагом, определим силу электростатического взаимодействия между двумя заряженными шариками. Для этого воспользуемся законом Кулона, который гласит:

\[ F = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}} \]

где F - сила электростатического взаимодействия, k - электростатическая постоянная, \( q_1 \) и \( q_2 \) - заряды шариков, r - расстояние между шариками.

Из условия задачи известно, что оба шарика имеют заряды одинаковой по модулю, поэтому можно записать \( q_1 = -q_2 \).

Теперь мы можем выразить силу взаимодействия шариков через известные величины:

\[ F = \frac{{k \cdot q_1^2}}{{r^2}} \]

Далее, рассмотрим вторую силу, действующую на подвешенный шарик - силу натяжения нити. Так как нить нерастяжимая, сила натяжения нити будет равна силе тяжести шарика:

\[ F_{\text{нат}} = m \cdot g \]

где \( F_{\text{нат}} \) - сила натяжения нити, m - масса шарика, g - ускорение свободного падения (приближенное значение равно 9,8 м/с²).

Осталось выразить массу шарика. Из условия задачи дано, что масса шарика равна 20 мг. Переведем массу в килограммы:

\[ m = 20 \cdot 10^{-3} = 0.02 \, \text{кг} \]

Теперь, когда у нас есть все необходимые величины, мы можем подставить их в уравнение и решить задачу:

\[ F_{\text{нат}} = m \cdot g \]

\[ F_{\text{нат}} = 0.02 \cdot 9.8 \, \text{Н} \]

\[ F_{\text{нат}} \approx 0.196 \, \text{Н} \]

Ответ: сила натяжения нити около 0.2 Н.