Kula o masie m=2g i ładunku q zawieszona na nici o długości L porusza się ruchem jednostajnym z prędkością v po okręgu o r=20cm. Kąt nachylenia wynosi alfa. Taki sam efekt (odchylenie nici o kąt alfa) uzyskani umieszczając w pobliżu tej samej nieruchomej

Kula o masie m=2g i ładunku q zawieszona na nici o długości L porusza się ruchem jednostajnym z prędkością v po okręgu o r=20cm. Kąt nachylenia wynosi alfa. Taki sam efekt (odchylenie nici o kąt alfa) uzyskani umieszczając w pobliżu tej samej nieruchomej kulki drugą identyczną kulkę o takim samym ładunku. Oblicz wartość ładunku jakim naelektryzowano obie kule.
Odpowiedź

W pierwszym wypadku na kulkę działa siła grawitacji F=mg oraz siła bezwładności Fb=mv^2/r które tworzą kąt prosty w trójkącie sił z kątem α Fb/F=tgα=(mv^2/r)/mg=v^2/gr W drugim wypadku taki sam trójkąt sił tworzą siła grawitacji  F=mg oraz siła Kulomba Fk=kq^2/r^2 Fk/F=tgα=(kq^2/r^2)/mg=kq^2/mgr^2 Z równości obu kątów obliczymy ładunek kulki kq^2/mgr^2=v^2/gr kq^2/mr=v^2 q=v√(mr/k) [C] k=9*10^9 m/F; r=0,2 m=2*10^-1 m; m=2 g=0,002 kg=2*10^-3 kg q=v√(2*10^-3*2*10^-1*0,2/(9*10^9))=v√(4/9)*10^-13 q=2,108v*10^-7 C

Dodaj swoją odpowiedź