Дано:
- Заряд на вершинах квадрата q = 4 нКл = 4 * 10^(-9) Кл.
- Результирующая сила F = 0.
Найти:
- Модуль отрицательного заряда q0.
Решение:
1. Рассмотрим систему. Вершины квадрата имеют одинаковые заряды q, и они отталкивают отрицательный заряд q0, помещенный в центр квадрата.
2. Для того чтобы результирующая сила на каждый заряд q была равна нулю, силы, действующие на каждый заряд q от заряда q0, должны уравновешивать друг друга.
3. Сила, действующая на заряд q от заряда q0, определяется по формуле:
F = k * |q * q0| / r^2,
где k — электрическая постоянная (k ≈ 8,99 * 10^9 Н·м²/Кл²), r — расстояние от заряда q до заряда q0.
4. В случае квадрата со стороной a, расстояние от центра квадрата до вершины (где находится заряд q) равно:
r = a / √2.
5. Поскольку на каждый заряд q действует одинаковая сила от заряда q0, результирующая сила на каждый заряд q будет равна:
F = 4 * (k * |q * q0| / r^2).
6. Условие F = 0 означает, что силы от всех зарядов q должны уравновешиваться. Это возможно, если:
|q0| = |q|.
7. Подставим значение заряда q:
|q0| = 4 нКл = 4 * 10^(-9) Кл.
Ответ:
- Модуль отрицательного заряда q0 составляет 4 нКл.