Question

Заряженный шарик подвешен на нити. Его заряд равен q=21 нКл, а его масса m=120 г. К шарику снизу подносят другой заряженный шарик, и при этом сила натяжения нити увеличивается вдвое. Чему равен заряд другого шарика? Среда — воздух. Расстояние между шариками 1 см.

Answer 1

Дано:  
Заряд подвешенного шарика, q = 21 нКл = 21 * 10^(-9) Кл  
Масса шарика, m = 120 г = 0.12 кг  
Увеличение силы натяжения нити вдвое при приближении другого заряженного шарика  
Расстояние между шариками, d = 1 см = 0.01 м  

Найти:  
Заряд другого шарика  

Решение:  
1. Сила тяжести, действующая на подвешенный шарик: F_т = m * g  
2. При равновесии сила электростатического отталкивания должна быть равна силе тяжести: k * |q1 * q2| / d^2 = m * g  
3. Условие задачи гласит, что при приближении второго шарика сила натяжения нити увеличивается вдвое: 2 * T = k * |q1 * q2| / d^2  
4. Разделим условие 3 на условие 2 и найдем заряд второго шарика:  
   2 * T / T = (k * |q1 * q2| / d^2) / (m * g)  
   2 = |q1 * q2| / (m * g * d^2 / k)  

Подставим известные значения:  
2 = |q1 * q2| / (0.12 * 9.81 * 0.01^2 / 9 * 10^9)  = 168 нКл.

Ответ:  
Заряд другого шарика составляет 168 нКл.