Đáp án:
`q_0 ≈ - 0,957 (muC)`
Giải thích các bước giải:
Đặt `AB = a`.
Xét các lực tương tác giữa các điện tích điểm `q` tác dụng lên điện tích điểm `q_0`:
- Khoảng cách từ `q_0` đến mỗi điện tích điểm `q` đều bằng nhau nên độ lớn lực tương tác giữa mỗi điện tích điểm `q` lên `q_0` là bằng nhau.
- Hai điện tích điểm tại $A,C$ luôn tác dụng lên `q_0` lực tương tác có cùng phương, ngược chiều nên hợp lực của hai lực bằng `0`.
- Hai điện tích điểm tại $B,D$ luôn tác dụng lên `q_0` lực tương tác có cùng phương, ngược chiều nên hợp lực của hai lực bằng `0`.
`to` Hợp lực của các lực tương tác giữa các điện tích lên `q_0` bằng `0`.
`to` Điện tích điểm `q_0` luôn cân bằng tại vị trí tâm hình vuông.
Xét các lực tương tác giữa các điện tích điểm `q` tại `A,B,C` và `q_0` tác dụng lên điện tích điểm `q` tại $D$ lần lượt là `\vec[F_1], \vec[F_2], \vec[F_3], \vec[F_0]`:
`F_1 = F_3 = [kq^2]/a^2`
`F_2 = [kq^2]/[(a\sqrt[2])^2] = [kq^2]/[2a^2]`
`F_0 = [k|q_0 q|]/[([a\sqrt[2]]/2)^2] = [2k|q_0 q|]/[a^2]`
Để điện tích điểm `q` tại $D$ cân bằng thì:
`\vec[F_1] + \vec[F_2]+ \vec[F_3]+ \vec[F_0]= \vec[0]`
Theo phương $AC$:
`F_1 cos45^o = F_3 cos45^o`
`to` Thỏa mãn.
Theo phương $BD$:
`\vec[F_0]` có chiều từ $D$ đến tâm hình vuông nên lực tương tác giữa `q_0` và `q` là lực hút.
`to q_0` mang điện tích âm.
`F_0 = F_2 + F_3 sin45^o + F_1 sin45^o`
`<=> [2k|q_0 q|^2]/[a^2] = [kq^2]/[2a^2] + 2.[kq^2]/a^2 . 1/\sqrt[2]`
`<=> {- 2kq_0 q}/[a^2] = (1/2 + \sqrt[2]). [kq^2]/a^2`
`<=> q_0 = - (1/4 + 1/\sqrt[2] )q`
`= - (1/4 + 1/\sqrt[2]) .1`
`≈ - 0,957 (muC)`
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