Дано: масса шариков m = 0,1 г = 0,0001 кг, длина нитей l = 0,25 м, расстояние между шариками r = 0,05 м.
Найти: заряд q, сообщенный отведенному в сторону шарику.
Решение:
Из условия задачи известно, что после соприкосновения шариков они разошлись на расстояние, которое можно назвать равновесным расстоянием. Из закона Кулона известно, что сила притяжения или отталкивания между двумя точечными зарядами q1 и q2, разнесенными на расстояние r, равна F = k * q1 * q2 / r^2, где k - постоянная Кулона, равная примерно 9 * 10^9 Н·м^2/Кл^2.
На расстоянии r каждый шарик будет испытывать силу F = k * q^2 / r^2, по модулю равную силе тяжести Fг = m * g, где g - ускорение свободного падения, примерно равное 9,8 м/c^2.
Приравнивая эти силы, получаем уравнение: k * q^2 / r^2 = m * g,
откуда q^2 = m * g * r^2 / k,
и тогда q = sqrt(m * g * r^2 / k).
Подставляем известные значения и рассчитаем заряд q:
q = sqrt(0,0001 * 9,8 * 0,05^2 / (9 * 10^9)) ≈ sqrt(0,000000049 / 9 * 10^9) ≈ sqrt(5,44 * 10^-18) ≈ 2,33 * 10^-9 Кл.
Ответ: заряд, сообщенный шарику, отведенному в сторону, равен примерно 2,33 * 10^-9 Кл.