Тонкая шелковая нить выдерживает максимальную силу натяжения T=20мН.На нить повесили шарик массой m=0m40г и зарядом q1=12нКл.Снизу по линии подвеса до его под носят шарик, заряд какого q2=-15нКл.На каком расстоянии между шариками нить порвёт я?
Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся законы электростатики и законы динамики. Давайте начнем с анализа сил, действующих на систему.
1. Первый шарик имеет массу m=0.40 г = 0.00040 кг и заряд q1=12 нКл.
2. Второй шарик имеет заряд q2=-15 нКл.
Для решения задачи, нам нужно найти расстояние между шариками (я), при котором шелковая нить порвется.
Возникающие силы:
1. Гравитационная сила, действующая на первый шарик. Она равна Fг = m*g, где g - ускорение свободного падения, принимается равным около 9.8 м/с^2.
2. Сила электростатического взаимодействия между двумя шариками. Она определяется законом Кулона: Fэ = k * |q1*q2| / r^2, где k - постоянная Кулона, примерно равная 9 * 10^9 Н·м^2/Кл^2, r - расстояние между шариками.
При помощи закона динамики можно сказать, что нить порвется, если сумма сил, действующих на первый шарик, будет превышать его максимальную силу натяжения Т.
Теперь, чтобы решить задачу:
1. Рассчитаем гравитационную силу, действующую на первый шарик:
Fг = m*g = 0.00040 кг * 9.8 м/с^2 = 0.00392 Н.
2. Определим расстояние между шариками (i):
Fэ = k * |q1*q2| / r^2
Подставим известные значения и найдем r:
0.00392 Н + k * |q1*q2| / r^2 = T
k * |q1*q2| = (T - 0.00392 Н) * r^2
r^2 = k * |q1*q2| / (T - 0.00392 Н)
r = √(k * |q1*q2| / (T - 0.00392 Н))
3. Подставим известные значения и рассчитаем значение r:
r = √((9 * 10^9 Н·м^2/Кл^2) * |12 * 10^-9 Кл * (-15 * 10^-9 Кл)| / (20 * 10^-3 Н - 0.00392 Н))
Решение этого уравнения даст нам значение расстояния между шариками, при котором нить порвется.
Таким образом, ответ на задачу будет получен с использованием этих формул и замены известных значений в уравнение. Когда будет найдено значение r, можно будет сказать, насколько близко друг к другу должны находиться шарики, чтобы нить порвалась.
Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся законы электростатики и законы динамики. Давайте начнем с анализа сил, действующих на систему.
1. Первый шарик имеет массу m=0.40 г = 0.00040 кг и заряд q1=12 нКл.
2. Второй шарик имеет заряд q2=-15 нКл.
Для решения задачи, нам нужно найти расстояние между шариками (я), при котором шелковая нить порвется.
Возникающие силы:
1. Гравитационная сила, действующая на первый шарик. Она равна Fг = m*g, где g - ускорение свободного падения, принимается равным около 9.8 м/с^2.
2. Сила электростатического взаимодействия между двумя шариками. Она определяется законом Кулона: Fэ = k * |q1*q2| / r^2, где k - постоянная Кулона, примерно равная 9 * 10^9 Н·м^2/Кл^2, r - расстояние между шариками.
При помощи закона динамики можно сказать, что нить порвется, если сумма сил, действующих на первый шарик, будет превышать его максимальную силу натяжения Т.
Теперь, чтобы решить задачу:
1. Рассчитаем гравитационную силу, действующую на первый шарик:
Fг = m*g = 0.00040 кг * 9.8 м/с^2 = 0.00392 Н.
2. Определим расстояние между шариками (i):
Fэ = k * |q1*q2| / r^2
Подставим известные значения и найдем r:
0.00392 Н + k * |q1*q2| / r^2 = T
k * |q1*q2| = (T - 0.00392 Н) * r^2
r^2 = k * |q1*q2| / (T - 0.00392 Н)
r = √(k * |q1*q2| / (T - 0.00392 Н))
3. Подставим известные значения и рассчитаем значение r:
r = √((9 * 10^9 Н·м^2/Кл^2) * |12 * 10^-9 Кл * (-15 * 10^-9 Кл)| / (20 * 10^-3 Н - 0.00392 Н))
Решение этого уравнения даст нам значение расстояния между шариками, при котором нить порвется.
Таким образом, ответ на задачу будет получен с использованием этих формул и замены известных значений в уравнение. Когда будет найдено значение r, можно будет сказать, насколько близко друг к другу должны находиться шарики, чтобы нить порвалась.