Два одинаковых проводящих шарика массой по 1,5 г подвешены на шелковых нитях в одной точке. После того как один из шариков зарядили отрицательным электричеством и привели в соприкосновение с другим, шарики разошлись на 10,0 см, а нити образовали угол 36° (рис. 25).
Определить заряд шарика до его соприкосновения с другим и количество избыточных электронов на каждом шарике после их соприкосновения.
Дано: m1 = m2 = m =1,5*10-3 кг — массы шариков, r = 0,10 м — расстояние между шариками, α = 36° — угол, образованный нитями:
электрическая постоянная, e = 1,6*10-19 Кл заряд электрона.
Найти: q — первоначальный заряд шарика; n — число избыточных электронов на каждом шарике.
Решение. Поскольку в условии задачи не названа среда, будем считать, что заряды взаимодействуют в вакууме. Согласно закону сохранения заряда, при соприкосновении шариков на каждом из них окажется заряд q/2. На шарики действуют три силы: 1) сила тяжести G=mg, 2) сила реакции натяжения нити Т, 3) сила электрического взаимодействия:
случае равновесия алгебраическая сумма проекций этих сил на вертикальное и горизонтальное направления равна нулю (см. рис. 25):
Решая систему уравнений относительно F, получим:
Подставляя значение F из формулы закона Кулона, получим выражение для заряда q:
Учитывая, что на каждом шарике был заряд q/2, определим:
Подставив числовые данные, получим:
Найдем количество избыточных электронов на каждом шарике:
Ответ. Первоначальный заряд шарика примерно 14,6*10-8 Кл; количество избыточных электронов на каждом шарике приблизительно 4,6*1011.
Если основа оригинала (карты пли плана) прозрачна, то копию можно снять при помощи стола со…
Определение координат точки. Пусть точка А (рис. 32) находится в квадрате, абсциссы и ординаты вершин…
Рельефом местности называется совокупность неровностей физической поверхности земли. В зависимости от характера рельефа местность делят…
Для обозначения на планах и картах различных предметов местности, применяются специально разработанные условные знаки. Для обличения…
В инженерной геодезии чаще всего пользуются топографическими картами. Их составляют в масштабах 1:10000, 1:25000, 1:50000…