Два одинаковых металлических заряженных шара находятся на расстоянии 60 см. Бесплатный доступ к решению задач

Реферат.Справочник
Решенные задачи по физике
Два одинаковых металлических заряженных шара находятся на расстоянии 60 см

Два одинаковых металлических заряженных шара находятся на расстоянии 60 см .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Два одинаковых металлических заряженных шара находятся на расстоянии 60 см. Сила отталкивания шаров 70 мкН. После того как шары привели в соприкосновение и удалили друг от друга на прежнее расстояние, сила отталкивания возросла и стала равной 160 мкН. Вычислить заряд, который был на втором шаре до их соприкосновения. Диаметр шаров считать много меньше расстояния между ними.

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

Дано:
r=0,6 м
F1=7*10-5 Н
F2=1,6*10-4Н
Найти:
Q2-?
Шары находятся на расстоянии r с силой отталкивания F1 => заряды положительны
F1=q1*q2r2K
K=1, тогда4π*ε*ε0
ε=1 воздух, ε=8,85*10-12Фм
F1=q1*q24π*ε0*ε*r2=>Q1=F*4π*ε0*ε*r12Q2
Шары соприкоснулись и оттолкнулись с силой F2, Q3иQ4 - заряды после взаимодействия . После соприкосновения заряд распределен поровну. По закону сохранения заряда
(Q=Q1+Q22)
Q3=Q4=Q1+Q22;F2=Q3*Q4r2*K;
F2=Q1+Q22*Q1+Q224π*ε0*r2=(Q1+Q2)216π*ε0*r2=>
(Q1+Q2)2=16π*ε0*r2
F2=>Q1+Q2=16π*ε0*r2*F2
Подставим Q1в полученное нами уравнение
F1*4π*ε0*ε*r2Q2+Q2=16π*ε0*r2*F2
Отсюда следует
F1*4π*ε0*ε*r2Q2+Q22Q2=Q116π*ε0*r2*F2Q2
2801*10-12Q2+Q22Q2=160*10-9*Q2Q2
Решим квадратное уравнение: Q22-160*10-9*Q2+2801*10-18=0
Q1;2=160*10-9±(160*10-9)2-(4*2801*10-18)2
Q1;2=160*10-9∓25600*10-18-11204*10-182=160*10-9∓14396*10-182=160*10-9±120*10-92
ТогдаQ1=160+120*10-92=280*10-92=140*10-9=140 нКл
Q2=160-120*10-92=40*10-92=20*10-9=20 нКл

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу