Дано (в СИ):
Заряд q1 = 40 нКл = 40 * 10^-9 Кл
Заряд q2 = -10 нКл = -10 * 10^-9 Кл
Расстояние между зарядами r = 10 см = 0.1 м
Найти:
Положение заряда, равного 40 нКл, для равновесия системы
Решение:
Для того чтобы система находилась в равновесии, сумма всех моментов должна быть равна нулю. Момент силы, действующий на каждый из зарядов, определяется как произведение силы на расстояние до центра координатной оси.
Момент силы относительно начала координат равен алгебраической сумме моментов от каждого из зарядов.
M = q1 * r1 + q2 * r2 + q3 * r3 = 0,
где r1, r2, r3 - расстояния до зарядов от начала координат.
Пусть третий заряд q3 = 40 нКл будет помещен на расстоянии x от заряда q1. Тогда:
q3 * x = -q2 * r2 + q1 * r1,
40 * 10^-9 * x = -(-10 * 10^-9) * 0.1 + 40 * 10^-9 * 0.1,
40 * 10^-9 * x = 5 * 10^-9,
x = 5 / 40 = 0.125 м = 12.5 см.
Ответ:
Необходимо поместить заряд, равный 40 нКл, на расстоянии 12.5 см от заряда 40 нКл, чтобы система находилась в равновесии.