Яку масу має верхня кулька на вертикальній діелектричній спиці, якщо вона нанизана на неї разом з нижньою кулькою

Яку масу має верхня кулька на вертикальній діелектричній спиці, якщо вона нанизана на неї разом з нижньою кулькою і має заряди q1 = 2 нКл і q2 = 4 нКл, а також розташована на висоті 2 ми від нижньої кульки?
Baron

Baron

Для решения данной задачи, нам понадобится использовать закон Кулона, который описывает взаимодействие зарядов между собой.

Изначально, нам необходимо найти силу притяжения или отталкивания между зарядами \(q_1\) и \(q_2\). Для этого мы можем использовать формулу:

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

где \(k\) представляет собой электростатическую постоянную (\(k = 9 \cdot 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{К}^2\)), а \(r\) представляет собой расстояние между зарядами \(q_1\) и \(q_2\). В данном случае, \(r\) равно 2 метрам.

\[F = \frac{{(9 \cdot 10^9) \cdot |2 \cdot 4|}}{{2^2}}\]

\[F = 9 \cdot 10^9 \cdot 8 = 72 \cdot 10^9 \, \text{Н}\]

Теперь, чтобы найти суммарную массу верхней шаровой части, нам необходимо учесть силу притяжения \(F\) и силу тяжести \(mg\), где \(m\) - масса верхней кульки, а \(g\) - ускорение свободного падения (примерно равно \(9.8 \, \text{м/с}^2\)).

Мы можем записать уравнение равновесия для верхней кульки:

\[mg = F\]

\[m \cdot 9.8 = 72 \cdot 10^9\]

Теперь найдем массу:

\[m = \frac{{72 \cdot 10^9}}{{9.8}}\]

\[m \approx 7.35 \cdot 10^9 \, \text{кг}\]

Итак, масса верхней кульки составляет около \(7.35 \cdot 10^9\) килограммов.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello