Một quả cầu kim loại nhỏ treo vào một điểm bởi sợi dây . Truyền cho quả cầu điện tích `q_1 = 10^-7 C` . Đưa quả cầu thứ hai tích điện `q_2` lại gần thì quả cầu một cân bằng ở vị trí dây treo lệch góc 30° so với phương thẳng đứng . Lúc này hai quả cầu nằm trên cùng mặt phẳng nằm ngang và cách nhau 3cm . Lấy g=10m/s² . Tìm `q_2.`
Đáp án:
`q_2 = +- \sqrt3/3 .10^-7(C)`
Giải thích các bước giải:
Bổ sung đề: `m = 10g = 10.10^-3kg`
`r = 3cm = 0,03m`
Vì quả cầu một cân bằng nên theo định luật II Newton thì hợp lực tác dụng lên quả cầu một:
`\vecF + \vecP + \vecT = \vec0`
`<=> \vecT = -\vecF - \vecP`
Ta có: `tan30^o = F/P`
`<=> F = P.tan30^o=mg tan30^o = 10.10^-3 .10 .tan30^o = \sqrt3/30 (N)`
Ta có: `F = {k|q_1q_2|}/{r^2}`
`<=> |q_2| = {Fr^2}/{k|q_1|}={\sqrt3/30 . 0,03^2}/{9.10^9 .|10^-7|} = \sqrt3/3 .10^-7(C)`
Vì đề chỉ nói đưa quả cầu thứ hai tích điện `q_2` lại gần quả cầu một thì quả cầu một cân bằng ở vị trí dây treo lệch góc `30^o` so với phương thẳng đứng nên không thể xác định `q_2` là điện tích âm hay dương vì cả hai trường hợp đều có thể đẩy/hút `q_1` để dây treo lệch góc `30^o` so với phương thẳng đứng.
`=> q_2 = +- \sqrt3/3 .10^-7(C)`
*Hình dưới là hình minh họa trong trường hợp `q_2 > 0` thì `\vecF` sẽ đẩy `q_1` để dây treo lệch góc `30^o` so với phương thẳng đứng
Vật lý học là môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực. Vật lý học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ. Hãy khám phá và hiểu rõ những quy luật tự nhiên xung quanh chúng ta!
Lớp 11 - Năm thứ hai ở cấp trung học phổ thông, gần đến năm cuối cấp nên học tập là nhiệm vụ quan trọng nhất. Nghe nhiều đến định hướng tương lai và học đại học có thể gây hoang mang, nhưng hãy tự tin và tìm dần điều mà mình muốn là trong tương lai!
Copyright © 2021 HOCTAPSGK