Тонкая шелковая нить выдерживает максимальное натяжение 10 мН. На этой нити подвешен шарик массы 0,6 г, имеющий положительный заряд 12нКл. Снизу в направлении линии к нему подносят шарик, имеющий отрицательный заряд -3нКл. При каком расстоянии между шариками нить разорвется?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для того чтобы нить разорвалась, сила натяжения в нити должна быть равна силе притяжения между шариками.

Сила притяжения между шариками можно найти по формуле для силы Кулона:

F = k |q1 q2| / r^2

где k - постоянная Кулона (9 10^9 Н м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды шариков (12нКл и -3нКл соответственно), r - расстояние между шариками.

Таким образом, сила натяжения в нити равна:

F = m g = 0.6 10^-3 кг 10 м/с^2 = 6 10^-3 Н

Составляем уравнение:

k |q1 q2| / r^2 = 6 * 10^-3

9 10^9 |12 10^-9 3 10^-9| / r^2 = 6 10^-3

(9 12 3) 10^-9 / r^2 = 6 10^-3

324 10^-9 / r^2 = 6 10^-3

r^2 = 324 10^-9 / 6 10^-3

r^2 = 54 * 10^-6

r = sqrt(54 * 10^-6) = 0.007 м = 7 мм

Итак, нить разорвется при расстоянии между шариками примерно 7 мм.