Які однакові заряди потрібно передати кулькам, які мають масу 0.9 грама кожна і підвішені на шовкових нитках довжиною
Пояснення: Щоб визначити, які однакові заряди потрібно передати кулькам, ми використаємо закон всесвітньої притяжної сили та закон сили натягу нитки.
Спочатку знайдемо масу кульки, використовуючи дані з умови. Зазначено, що кожна кулька має масу 0.9 грама.
Далі, в зоні рівноваги, сила притяжності між кулькою та Землею дорівнює силі натягу нитки. Застосовуючи закон всесвітньої притяжної сили, можна записати рівняння:
(F_{text{тяжк}} = F_{text{натягу}})
(mg = F_{text{натягу}})
А також, можна виразити силу натягу нитки відносно кута:
(F_{text{натягу}} = frac{{mg}}{{sin(theta)}})
де (m) — маса кульки, (g) — прискорення вільного падіння, (theta) — кут між ниткою та вертикаллю.
Ми знаємо, що довжина нитки дорівнює 0.3 метра, а кут між ниткою та вертикаллю — 45 градусів.
Підставивши ці значення в рівняння, отримаємо:
(F_{text{натягу}} = frac{{0.9 , text{г} cdot 9.8 , text{м/c}^2}}{{sin(45^circ)}})
Обчисливши це вираз, отримаємо значення сили натягу нитки.
Таким чином, однакові заряди, які потрібно передати кулькам, можна визначити, використовуючи це значення сили натягу та закон Кулона.
Приклад використання: Обчисліть, які однакові заряди потрібно передати двом кулькам масою 0.9 грама кожна, якщо нитки, на яких вони підвішені, мають довжину 30 сантиметрів кожна, і утворюють кут 45 градусів з вертикаллю.
Загальний підказки: Пам’ятайте, щоб завжди бути уважними, коли розв’язуєте фізичні задачі та дотримуйтесь правильних одиниць. Не забувайте також про тривіальні компоненти, такі як гравітаційне прискорення та відповідні формули. Якщо виникають труднощі, зверніться до свого вчителя або спробуйте знайти додаткові пояснення або приклади онлайн. Важливо також зрозуміти, що сила натягу нитки залежить від кута, під яким вона утримується.
Вправа: Які однакові заряди потрібно передати кулькам масою 1.2 грама кожна, якщо нитки, на яких вони підвішені, мають довжину 40 сантиметрів кожна, і утворюють кут 30 градусів з вертикаллю?