Какой необходимо передать шарику заряд, чтобы шарик, подвешенный на нити из шелка, образовал угол 11° с вертикалью

Для решения этой задачи мы можем использовать следующие шаги:

1. Найти силу тяжести, действующую на шарик. Шарик подвешен на нити, поэтому он испытывает силу тяжести, направленную вниз. Величина этой силы может быть рассчитана с помощью формулы F = m * g, где F - сила тяжести, m - масса шарика, g - ускорение свободного падения. Мы можем считать, что g = 9.8 м/с².

2. Рассчитать силу электрического поля, действующую на шарик. Дано, что угол между нитью и вертикалью составляет 11°. Это означает, что сила электрического поля и сила натяжения нити уравновешиваются по горизонтали. Мы можем использовать тригонометрический подход для определения составляющих этой силы.

3. Найти горизонтальную составляющую силы электрического поля. Эта составляющая будет равна Fh = Fe * sin(α), где Fh - горизонтальная составляющая силы электрического поля, Fe - сила электрического поля, α - угол между нитью и вертикалью.

4. Равенство сил: теперь мы можем записать уравнение равенства сил в горизонтальном направлении: Fh = F. Поскольку эти две силы должны быть равны, мы можем приравнять выражение для горизонтальной составляющей силы электрического поля к силе тяжести.

5. Подставить известные значения в уравнение и решить его для неизвестной величины. В нашем случае, необходимо найти силу электрического поля Fe.

Давайте решим задачу.

1. Сила тяжести F = m * g, где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения. Пусть масса шарика равна 1 кг, тогда F = 1 кг * 9.8 м/с² ≈ 9.8 Н.

2. Угол α = 11°.

3. Горизонтальная составляющая силы электрического поля Fh = Fe * sin(α).

4. Равенство сил: Fh = F.

5. Подставим выражения: Fe * sin(11°) = 9.8 Н.

Для нахождения силы электрического поля Fe возьмем обратный синус от обеих сторон уравнения: Fe = 9.8 Н / sin(11°) ≈ 56.78 Н.

Таким образом, нам необходимо передать шарику заряд, создающий электрическое поле с силой около 56.78 Н, чтобы шарик, подвешенный на нити из шелка, образовал угол 11° с вертикалью в этом поле.