Задачи по физике На шелковой нити в воздухе подвешен шарик массой m = 100 мг. Шарику
сообщен заряд Q1 = 2 нКл. На каком расстоянии от него следует поместить
снизу заряд Q2 = - Q1 чтобы сила натяжения нити увеличилась в 2 раза?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи нужно учесть, что сила натяжения нити равна силе тяжести шарика и силе электростатического взаимодействия зарядов Q1 и Q2.

Сила тяжести шарика: Fг = mg, где g - ускорение свободного падения.

Сила электростатического взаимодействия зарядов: Fe = k |Q1 Q2| / r^2, где k - постоянная Кулона, r - расстояние между зарядами.

Условие задачи: T2 = 2 * T1, где T1 - сила натяжения до добавления второго заряда, T2 - сила натяжения после добавления второго заряда.

Таким образом, сила натяжения до добавления второго заряда равна Fг, сила натяжения после добавления второго заряда равна Fг + Fe.

По условию задачи: Fг = 2 (Fг + Fe) = 2 (mg + k |Q1 Q2| / r^2).

Заменим значения массы шарика, зарядов и ускорения свободного падения: m = 100 мг = 0.1 г = 0.1 10^-3 кг, Q1 = 2 нКл = 2 10^-9 Кл, Q2 = - Q1 = -2 10^-9 Кл, g = 9.8 м/с^2, k = 9 10^9 Нм^2/Кл^2.

Подставим все значения и найдем расстояние r, на котором нужно поместить второй заряд:
0.1 10^-3 9.8 = 2 (0.1 10^-3 9.8 + 9 10^9 |2 10^-9 (-2 10^-9)| / r^2)
0.00098 = 2 (0.00098 + 9 10^9 4 10^-18 / r^2)
0.00098 = 0.00098 + 7.2 10^-8 / r^2
0 = 7.2 10^-8 / r^2
r^2 = 7.2 10^-8
r = √(7.2 10^-8) = 2.68 * 10^-4 м

Ответ: расстояние от шарика до второго заряда должно быть 2.68 * 10^-4 м.