Найти: E, φ
Дано:
m=2⋅10−4кг
l=0,5м
∠AOB=90∘
ε=1
g=10м/с2
k=14πε0ε=9⋅109ф/м
На каждый из зарядов (см. рисунок) действуют три силы: сила тяжести - mg→ ; сила натяжения нити - T⃗ и сила Кулона - F⃗ . Поскольку система зарядов находится в равновесии - геометрическая сумма сил равна нулевому вектору
mg→+T⃗ +F⃗ =0
спроецируем это равенство на оси координат с учетом того, что α=45∘ и cosα=sinα
x: Tcosα=mg
y: Tcosα=F=kq2l2
q=mgl2k−−−−−√
E⃗ =E⃗ 1+E⃗ 2
E1=E2=kql2=kmgl2−−−−√
E=2kmgl2−−−−−√
φ=2φ1=2kql=2kmg−−−−√
Объяснение:
Изначально сила натяжения нити равна силе тяжести, действующая на первый шарик N = mg. При поднесении точно под первый шарик заряда в -5мкКл шарики начинают взаимодействовать. Так как заряды разноименные, то сила, действующая со стороны второго шарика на первый направлена вниз. И теперь сила натяжения становится больше на силу кулоновского взаимодействия, т.е. на F = k|q1||q2|/L^2, где k=const
Итого сила натяжения Т = N + F = mg + k|q1||q2|/L^2
Подставим числа, переведя все данные в систему СИ
Т = 0,036*10 + 9*10^9 *5*6*10^-12/0,25 = 0,36 + 270*10^-3/0,25 = 0,36+1,08
T = 1,44 Н
