Вопрос задан 07.07.2026 в 17:24. Предмет Физика. Спрашивает Орлов Дима.

Два одинаковых маленьких шарика массой 80 г каждый подвешены к одной точке на нитях длиной 30 см. Какой заряд (в мкКл) надо сообщить каждому шарику, чтобы нити разошлись под прямым углом друг к другу? k = 9·10⁹ Н·м²/Кл², g = 10 м/с².

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Рахматуллина Эвелина.

Пусть угол между нитями равен 9090^\circ. Из-за симметрии каждая нить отклонится от вертикали на

α=902=45.\alpha=\frac{90^\circ}{2}=45^\circ.

Шарики находятся на одной высоте, поэтому сила электрического отталкивания направлена горизонтально.

Для одного шарика в равновесии:

  • вниз действует сила тяжести mgmg;

  • горизонтально действует сила Кулона FF;

  • сила натяжения нити уравновешивает их.

Следовательно,

tanα=Fmg.\tan\alpha=\frac{F}{mg}.

Так как α=45\alpha=45^\circ, то tan45=1\tan45^\circ=1, значит

F=mg=0,0810=0,8 Н.F=mg=0{,}08\cdot 10=0{,}8\text{ Н}.

Расстояние между шариками:

r=2lsin45=20,3022=0,302 м.r=2l\sin45^\circ =2\cdot0{,}30\cdot\frac{\sqrt2}{2} =0{,}30\sqrt2\text{ м}.

Тогда

r2=(0,302)2=0,18 м2.r^2=(0{,}30\sqrt2)^2=0{,}18\text{ м}^2.

По закону Кулона:

F=kq2r2.F=k\frac{q^2}{r^2}.

Отсюда

q=Fr2k.q=\sqrt{\frac{Fr^2}{k}}.

Подставим значения:

q=0,80,189109=1,61011=4106 Кл.q=\sqrt{\frac{0{,}8\cdot0{,}18}{9\cdot10^9}} =\sqrt{1{,}6\cdot10^{-11}} =4\cdot10^{-6}\text{ Кл}. q=4 мкКл\boxed{q=4\text{ мкКл}}

Каждому шарику нужно сообщить заряд 44 мкКл одного и того же знака.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос