Question

Шарик массой 150мг, подвешенный на тонкой непроводящей нити, имеет заряд 10нКл. На расстоянии 30мм снизу под ним располагается второй заряженный шарик. Каким должен быть заряд этого шарика, чтобы сила натяжения нити уменьшилась вдвое? Ответ дайте в нКл.

Answer 1

Сила натяжения нити шарика первоначально равна силе тяжести
Fн₀ = Fт = g*m
Если снизу поднести заряженный шарик то на первый шарик будет действовать дополнительная кулоновская сила, направленная вверх.
Fн + Fк = g*m
Fк = g*m - Fн
Учтем что Fн = 0,5*Fн₀ = 0,5*g*m и получим
Fк = g*m - 0,5*g*m = 0,5*g*m
Fк = k*q₁*q₂/r², где
q₁ = 10 нКЛ
r = 30 см
k*q₁*q₂/r² = 0,5*g*m
q₂ = 0,5*g*m*r²/(k*q₁)
q₂ = 0,5*10 Н/кг * 0,150 кг * (0,30 м)² / (9*10⁹ Н*м²/кг² * 10*10⁻⁹ Кл) = 7,5*10⁻⁴ Кл