Дано: масса шариков m = 0,2 г = 0,0002 кг, расстояние между шариками ВС r = 0,03 м, заряды q = 10 нКл = 10×10^-9 Кл
А) Заряды одноименные
1. Найдем силу притяжения между шариками по закону Кулона:
F = k * |q|^2 / r^2, где k - постоянная Кулона (k ≈ 9*10^9 Н*м^2/Кл^2)
F = 9*10^9 * (10*10^-9)^2 / (0,03)^2 = 9*10^9 * 10^-16 / 0,0009 = 9*10^-3 / 0,0009 = 10 мН
2. Так как шарики находятся в равновесии, то сила натяжения нити на участке ВС равна силе притяжения между шариками:
T_вс = 10 мН
3. На участке АВ сила натяжения нити равна силе натяжения между шариками плюс силе тяжести шарика:
T_ав = 10 мН + m * g = 10 мН + 0,0002 кг * 9,8 Н/кг = 10 мН + 0,00196 Н = 4 мН
Итак, сила натяжения нити на участках АВ и ВС при одноименных зарядах равна 4 мН и 10 мН соответственно.
Б) Заряды разноименные
1. Найдем силу отталкивания между шариками по закону Кулона:
F = k * |q|^2 / r^2 = 9*10^9 * (10*10^-9)^2 / 0,03^2 = 9*10^-3 / 0,0009 = 10 мН
2. Так как шарики находятся в равновесии, то сила натяжения нити на участке ВС равна модулю силы притяжения между шариками:
T_вс = 10 мН
3. На участке АВ сила натяжения нити равна модулю разности силы притяжения и силы тяжести шарика:
T_ав = |10 мН - 0,00196 Н| = 10 мН - 0,00196 Н = 4 мН
Итак, сила натяжения нити на участках АВ и ВС при разноименных зарядах равна 4 мН и 10 мН соответственно.