Які заряди треба передати двом кулькам, які мають однакову масу 5 г і підвішені під шовковими нитками завдовжки

Для решения этой задачи, нам понадобится знание о силе тяжести и электростатической силе притяжения.

Давайте начнем с расчета силы тяжести на каждую кульку. Формула для расчета силы тяжести:

$$F=m\cdot g$$

где $F$ - сила тяжести, $m$ - масса объекта, $g$ - ускорение свободного падения.

У нас дано, что масса каждой кульки равна 5 г. Ускорение свободного падения обычно обозначается как $9.8{\text{м/с}}^2$, поэтому мы будем использовать это значение. Расчитаем силу тяжести на каждую кульку:

$$F_{\text{тяж}}=m\cdot g=0.005\text{кг}\cdot 9.8{\text{м/с}}^2$$

Ответ: Сила тяжести, действующая на каждую кульку, составляет $0.049\text{Н}$.

Теперь, чтобы кульки образовывали угол 30 градусов с вертикалью, сила электростатического взаимодействия между ними должна быть равна по величине этой силе тяжести. Формула для расчета силы электростатического взаимодействия:

$$F_{\text{э}}=\frac{k\cdot q_1\cdot q_2}{r^2}$$

где $F_{\text{э}}$ - сила электростатического взаимодействия, $k$ - постоянная Кулона ($9\times {10}^9\text{Н}\cdot {\text{м}}^2/{\text{Кл}}^2$), $q_1$ и $q_2$ - заряды объектов, $r$ - расстояние между объектами.

Мы хотим найти заряды $q_1$ и $q_2$, поэтому давайте обозначим их как $q$ и рассчитаем. Сначала найдем силу тяжести на каждую кульку:

$$F_{\text{тяж}}=\frac{k\cdot q^2}{r^2}$$

Распишем это выражение, чтобы найти $q$:

$$q=\sqrt{\frac{F_{\text{тяж}}\cdot r^2}{k}}$$

Расчитаем значение $q$. У нас дано, что длина нитей, по которым подвешены кульки, равна 40 см. Преобразуем это значение в метры. Расчитаем заряды кульек:

$$q=\sqrt{\frac{0.049\text{Н}\cdot (0.4\text{м}{)}^2}{9\times {10}^9\text{Н}\cdot {\text{м}}^2/{\text{Кл}}^2}}$$

Ответ: Заряды, которые нужно передать каждой кульке, равны примерно $1.78\times {10}^{-7}$ Кл.

Надеюсь, этот ответ помог вам понять, как найти заряды, которые нужно передать кулькам, чтобы они образовывали указанный угол с вертикалью. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать.