Яким потрібно надати заряд кожній з кульок масою 1 г, щоб їх взаємне відштовхування зрівноважило силу притягання через гравітацію? Кульки знаходяться у повітрі.
Юлия_1931
Чтобы решить эту задачу, вам понадобится знать два основных закона динамики - закон взаимодействия и закон всемирного тяготения. Давайте начнем с расчета силы притяжения между двумя кульками.
Закон всемирного тяготения гласит, что сила притяжения между двумя телами прямо пропорциональна произведению их масс и и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для силы тяготения выглядит следующим образом:
где - гравитационная постоянная, равная приблизительно .
В данной задаче нам нужно, чтобы сила отталкивания между кульками полностью уравновесила силу притяжения через гравитацию. То есть, сумма сил должна быть равна нулю:
Так как сила отталкивания между заряженными частицами пропорциональна квадрату заряда, мы можем записать:
где - постоянная Кулона, равная приблизительно , и - заряды кулько, - расстояние между кульками.
Теперь, если мы знаем массу кульки ( ) и хотим найти заряд ( ), мы можем переписать формулу, чтобы найти его:
Таким образом, если каждая из кульок имеет массу 1 г (что равно ), мы можем вставить эти значения в нашу формулу:
Вычислив это выражение, мы найдем заряд ( ), который необходимо применить к каждой из кульок для того, чтобы силы взаимного отталкивания и силы притяжения через гравитацию были равны.
Закон всемирного тяготения гласит, что сила притяжения
где
В данной задаче нам нужно, чтобы сила отталкивания между кульками полностью уравновесила силу притяжения через гравитацию. То есть, сумма сил должна быть равна нулю:
Так как сила отталкивания между заряженными частицами пропорциональна квадрату заряда, мы можем записать:
где
Теперь, если мы знаем массу кульки (
Таким образом, если каждая из кульок имеет массу 1 г (что равно
Вычислив это выражение, мы найдем заряд (
Знаешь ответ?