Какова сила натяжения нити, если щарик массой 10 мг и зарядом 2 нкл подвешен на тонкой невесомой нити, а под ним расположен заряд 4 нкл на расстоянии 3 см?

Физика 9 класс Электрические силы сила натяжения нити заряд 2 нкл заряд 4 нКл масса 10 мг расстояние 3 см физика электростатика взаимодействие зарядов тонкая нить невесомая нить Новый

Для начала давайте разберемся с задачей и определим все известные данные:

• Масса шарика (m) = 10 мг = 10 * 10^(-3) г = 10^(-5) кг (перевели в килограммы)
• Заряд шарика (q1) = 2 нКл = 2 * 10^(-9) Кл
• Заряд, расположенный под ним (q2) = 4 нКл = 4 * 10^(-9) Кл
• Расстояние между зарядами (r) = 3 см = 0,03 м (перевели в метры)

Теперь нам нужно рассчитать силу натяжения нити. Для этого мы используем два основных момента: силу тяжести, действующую на шарик, и электростатическую силу, действующую между зарядами.

Шаг 1: Рассчитаем силу тяжести (Fg), действующую на шарик.

Сила тяжести рассчитывается по формуле:

Fg = m * g

где g = 9,81 м/с² (ускорение свободного падения).

Подставим значения:

Fg = 10^(-5) кг * 9,81 м/с² = 9,81 * 10^(-5) Н.

Шаг 2: Рассчитаем электростатическую силу (Fe), действующую между зарядом шарика и зарядом под ним.

Эта сила рассчитывается по формуле Кулона:

Fe = k * |q1 * q2| / r²

где k = 8,99 * 10^9 Н·м²/Кл² (константа электростатического взаимодействия).

Подставим значения:

Fe = 8,99 * 10^9 Н·м²/Кл² * |2 * 10^(-9) Кл * 4 * 10^(-9) Кл| / (0,03 м)².

Теперь вычислим:

Fe = 8,99 * 10^9 * 8 * 10^(-18) / 0,0009 = 8,99 * 10^9 * 8 * 10^(-15) Н.

Fe = 71,92 * 10^(-6) Н = 7,192 * 10^(-5) Н.

Шаг 3: Найдем силу натяжения нити (T).

Сила натяжения нити уравновешивает как силу тяжести, так и электростатическую силу:

T = Fg + Fe.

Подставим значения:

T = 9,81 * 10^(-5) Н + 7,192 * 10^(-5) Н = 17,002 * 10^(-5) Н.

Таким образом, сила натяжения нити составляет:

T = 1,7002 * 10^(-4) Н.

Ответ: Сила натяжения нити составляет примерно 0,000170 Н.