с домашкой по физике два одинаковых маленьких шара подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины 30 см после сообщения каждому шарику заряда 10^-6Кл они разошлись на расстояние, равное длине нитей .Определите массу каждого шарика.
Хорошо, давайте разберем эту задачу по физике шаг за шагом.
Начнем с известных данных:
- Длина нитей одинаковая и равна 30 см = 0.3 м
- Заряд каждого шарика: q = 10^-6 Кл (кулон)
Задача состоит в определении массы каждого шарика.
Шаг 1: Найдем силу электростатического отталкивания между шариками.
Согласно закону Кулона, сила электростатического отталкивания между двумя заряженными телами определяется формулой:
F = k * (q1 * q2) / r^2
Где F - сила отталкивания, k - постоянная Кулона (k = 8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды шаров, r - расстояние между их центрами.
В данной задаче заряды у шариков одинаковые (q1 = q2 = q), а расстояние (r) равно длине нити.
Подставим известные значения в формулу:
F = (8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * [(10^-6 Кл) * (10^-6 Кл)] / (0.3 м)^2
Шаг 2: Найдем массу каждого шарика, используя силу тяжести и силу отталкивания.
Каждый шарик находится в равновесии, т.е. сила тяжести (Fт) равна силе отталкивания (F).
Сила тяжести определяется формулой:
Fт = m * g
Где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения (9.8 м/с^2).
Подставим силу отталкивания равную силе тяжести в формулу:
(8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * [(10^-6 Кл) * (10^-6 Кл)] / (0.3 м)^2 = m * g
Шаг 3: Решим уравнение относительно массы (m).
m = [(8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * [(10^-6 Кл) * (10^-6 Кл)] / (0.3 м)^2] / g
Выполним несколько математических операций:
m = [(8.99 * 10^9) * (10^-6)^2] / ((0.3)^2 * 9.8)
m = (8.99 * 10^9) * (10^-6)^2 / (0.3)^2 * 9.8
m = (8.99 * 10^9) * 10^-12 / (0.09 * 9.8)
m = (8.99 * 10^-3) / 0.882
m ≈ 0.0102 кг (округлим до 4-х знаков после запятой)
Таким образом, масса каждого шарика составляет примерно 0.0102 кг.
Начнем с известных данных:
- Длина нитей одинаковая и равна 30 см = 0.3 м
- Заряд каждого шарика: q = 10^-6 Кл (кулон)
Задача состоит в определении массы каждого шарика.
Шаг 1: Найдем силу электростатического отталкивания между шариками.
Согласно закону Кулона, сила электростатического отталкивания между двумя заряженными телами определяется формулой:
F = k * (q1 * q2) / r^2
Где F - сила отталкивания, k - постоянная Кулона (k = 8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды шаров, r - расстояние между их центрами.
В данной задаче заряды у шариков одинаковые (q1 = q2 = q), а расстояние (r) равно длине нити.
Подставим известные значения в формулу:
F = (8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * [(10^-6 Кл) * (10^-6 Кл)] / (0.3 м)^2
Шаг 2: Найдем массу каждого шарика, используя силу тяжести и силу отталкивания.
Каждый шарик находится в равновесии, т.е. сила тяжести (Fт) равна силе отталкивания (F).
Сила тяжести определяется формулой:
Fт = m * g
Где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения (9.8 м/с^2).
Подставим силу отталкивания равную силе тяжести в формулу:
(8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * [(10^-6 Кл) * (10^-6 Кл)] / (0.3 м)^2 = m * g
Шаг 3: Решим уравнение относительно массы (m).
m = [(8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * [(10^-6 Кл) * (10^-6 Кл)] / (0.3 м)^2] / g
Выполним несколько математических операций:
m = [(8.99 * 10^9) * (10^-6)^2] / ((0.3)^2 * 9.8)
m = (8.99 * 10^9) * (10^-6)^2 / (0.3)^2 * 9.8
m = (8.99 * 10^9) * 10^-12 / (0.09 * 9.8)
m = (8.99 * 10^-3) / 0.882
m ≈ 0.0102 кг (округлим до 4-х знаков после запятой)
Таким образом, масса каждого шарика составляет примерно 0.0102 кг.