Какова сила взаимодействия между зарядами, если два шарика массой 6 г каждый подвешены на нитях, закрепленных в одной

Какова сила взаимодействия между зарядами, если два шарика массой 6 г каждый подвешены на нитях, закрепленных в одной точке, и одинаково заряжены таким образом, что нити отклонились, образуя некоторый угол? Известно, что сила натяжения нити составляет 0,1 н. Учитывать ускорение свободного падения g = 10 м/с².
Mihaylovich

Mihaylovich

Для решения данной задачи, нам потребуется использовать закон всемирного тяготения и силу натяжения нити.

Сначала нам необходимо найти массу каждого шарика, так как они одинаковы, и масса каждого составляет 6 г. Однако, для удобства расчетов, переведем массу в килограммы:
\[m = 6 \, \text{г} = 0.006 \, \text{кг}\]

Теперь рассмотрим диаграмму свободных тел. Мы знаем, что шарики подвешены на прочных нитях, закрепленных в одной точке, и образуют некоторый угол. Пусть этот угол будет обозначаться как \(\theta\).

Первым делом, найдем силу натяжения нитей. У нас есть значение этой силы - 0.1 Н.

Сила натяжения нити направлена по касательной к окружности, по которой движется шарик. При этом, сила натяжения нити равна силе центростремительной, которая в свою очередь равна силе тяжести, возникающей под действием заряда:

\[F_t = F_{\text{цс}} = F_{\text{тяж}}\]

Теперь мы можем рассмотреть действующие силы на один из шариков.

Сила тяжести может быть найдена с использованием формулы:

\[F_{\text{тяж}} = mg\]

где \(m\) - масса шарика и \(g\) - ускорение свободного падения. Подставляя значения, получаем:

\[F_{\text{тяж}} = 0.006 \, \text{кг} \times 10 \, \frac{\text{м}}{\text{с}^2} = 0.06 \, \text{Н}\]

Так как сила тяжести и сила центростремительной равны силе натяжения нити, то:

\[F_t = F_{\text{цс}} = 0.06 \, \text{Н} = 0.1 \, \text{Н}\]

Теперь мы можем перейти к взаимодействию зарядов. Мы знаем, что шарики одинаково заряжены, поэтому сила взаимодействия между ними равна:

\[F_{\text{взаим}} = 2 \cdot F_t\]

Подставляя значение силы натяжения нити, получаем:

\[F_{\text{взаим}} = 2 \cdot 0.1 \, \text{Н} = 0.2 \, \text{Н}\]

Таким образом, сила взаимодействия между зарядами составляет 0.2 Н.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello