ВУЗы и колледжи

Два шарика одинаковых радиуса и массы подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются.После с

После сообщения шарикам заряда q=0,4мкКл они оттолкнулись друг от друга и разошлись на угол 2а=60 градусов. Найти массу m каждого шарика, если расстояние от центра шарика до точки подвеса l=20см.
Yuriy Bychkov
Yuriy Bychkov
295
Для начала нарисуйте рисунок - подвешенные шарики, угол между нитями 60 градусов. Проведите через точку подвеса вертикальную прямую. Угол между этой прямой и любой из нитей очевидно равен 30 градусов. Теперь расставим векторы сил. Достаточно это сделать для одного шарика:
Рисуете горизонтальный вектор силы Кулона Fk
Рисуете направленный вертикально направленный вектор силы тяжести mg.
Рисуете вектор реакции нити Т, направленный вдоль нити.
Надеюсь Вы догадались приложить все векторы к центру шарика.
Нарисуем систему координат с центром в центре шарика, ось Ох вдоль силы Fk, ось Оу вдоль силы тяжести mg.
Рисуем проекции реакции нити Т на оси Ох - Тх и Оу Ту.
Все, все векторы у нас есть, теперь т. к. система находится в равновесии пишем уравнения баланса сил:
Ось Оу: Ty - mg = 0 -> Ty = mg
Ось Ох: Fk - Tx = 0 -> Tx = Fk
1. Теперь рассмотрите прямоугольный треугольник, образованный вертикальной осью, проведенной через точку подвеса, нитью и осью Ох. В этом треугольнике угол при точке подвеса Вы знаете, второй угол - прямой, значит угол между нитью и осью Ох.
2. Зная этот угол, можно найти чему равны проекции Тх и Ту через величину реакции Т.
3. Заряд шариков Вы знаете, длину нити и угол между нитями тоже знаете. Т. к. нити одинаковые, то они вместе с осью Ох составляют равнобедренный треугольник, а если Вы вспомните, что угол между нитями равен 60 градусов, то станет понятно, что этот треугольник равносторонний!!!! Т. е. расстояние между шариками равно длине нити! Теперь Вы знаете все, чтобы найти величину силы Кулона, расталкивающей шарики.
4. Т. к. сила Кулона Fk = Tx, то зная величину силы Кулона Вы знаете величину проекции Тх. А зная величину угла между нитью и осью Ох Вы легко найдете величину силы реакции Т. Ну а уж найдя величину Т, и зная угол между нитью и осью Оу можно легко найти проекцию Ту.
5. Т. к. Ту = mg, то зная Ту легко находите массу шарика m.
Успехов!
Николай Тамбовцев
Николай Тамбовцев
22 802
Лучший ответ

Похожие вопросы