Задача по электродинамике №124

В стол воткнута нижним заостренным концом спица, наклоненная под углом      ∘ α= 30 к горизонту. У ее нижнего конца закреплена маленькая заряженная бусинка. На спицу надета другая такая же заряженная бусинка, которая может скользить по спице без трения. Заряды бусинок одинаковы и равны q = 1  мкКл, масса бусинки m = 20  г. Определите расстояние l  между бусинками, если они находятся в равновесии. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на верхнюю бусинку.

PIC

Расставим силы, действующие на верхнюю бусинку

PIC

Так как бусинки находятся в равновесии, то из второго закона Ньютона

⃗N + m⃗g+ F⃗k = 0,

где N  – сила реакции опоры стержня, Fk  – сила Кулона.
Сила взаимодействия между зарядами равна

      2 Fk = kq2 . (1)      l

Тогда в проекции второго закона Ньютона на ось, совпадающую с осью спицы и перпендикулярную ей:

({N = mg cosα  (mg sin α= Fk

С учетом (1)

                  ∘ -------           ∘ ------------------ mg sinα = kq2⇒ l = q ---k---= 1⋅10−6 К л ------9⋅109-------= 0,3 м           l2         mg sinα              0,02 кг⋅10 Н/кг ⋅0,5
Оцените статью
Я решу все!