В вершинах равностороннего треугольника находятся одинаковые положительные заряды q = 2 нКл. Какой отрицательный заряд необходимо поместить в центр треугольника, чтобы сила притяжения со стороны этого заряда уравновесила силы отталкивания положительных зарядов?

Физика 11 класс Электрические заряды и силы равносторонний треугольник положительные заряды отрицательный заряд сила притяжения сила отталкивания физика электростатика равновесие зарядов закон Кулона расчёт сил Новый

Для уравновешивания сил необходимо, чтобы сила притяжения от отрицательного заряда равнялась сумме сил отталкивания от положительных зарядов.

Сила отталкивания между зарядами рассчитывается по закону Кулона:

• F = k * |q1 * q2| / r^2

Где:

• k - коэффициент пропорциональности (постоянная Кулона),
• q1 и q2 - значения зарядов,
• r - расстояние между зарядами.

Для равностороннего треугольника:

• Сила отталкивания от одного заряда: F1 = k * (2 нКл) * |q| / (r/√3)^2.
• Суммарная сила отталкивания от двух зарядов: F_total = 2 * F1.

Сила притяжения от отрицательного заряда:

• F_attraction = k * |q| * |q_negative| / (r/√3)^2.

Для равновесия:

• F_total = F_attraction.

После подстановки и упрощения уравнения можно найти необходимый заряд:

q_negative ≈ -1 нКл.