Как взаимодействуют заряды q2 и q3
of your page —>
Задача №263
Условие
263. Три положительных заряда ql5 q2 и q3 связаны друг с другом двумя нитями, длиной I каждая. Найдите силы натяжения нитей, если известно, что заряды находятся в равновесии (рис. 259).
Решение
Предыдущая задача №262
262. Два одинаковых шарика подвешены на нитях длиной 2 м к одной точке. Когда шарикам сообщили одинаковые заряды по 20 нКл, они разошлись на расстояние 16 см. Найдите силу натяжения каждой нити.
Следующая задача №264
264. Два одинаковых заряженных шарика массой т подвешены в одной точке на нитях длиной I каждая. В точке подвеса находится третий заряженный шарик. Заряды всех шариков одина- ковы. Вычислите заряд шариков, если угол между нитями в положении равновесия составляет 2а.
Источник: ГДЗ Физика Громов 10 класс
Закон Кулона
1 Два одинаковых точечных заряда q взаимодействуют в вакууме с силой F=0,1 Н. Расстояние между зарядами r = 6 м. Найти эти заряды.
По закону Кулона 
, где 
2 Какое число N электронов содержит заряд в одну единицу заряда в системе единиц СИ (1 Кл)? Элементарный заряд
электронов.
3 Два точечных заряда q1 и q2 находятся на расстоянии r друг от друга. Если расстояние между ними уменьшается на величину Dr = 50 см, то сила взаимодействия F увеличивается в два раза. Найти расстояние r.
4 Тонкая шелковая нить выдерживает максимальную силу натяжения Т=10 мН. На этой нити подвешен шарик массы m = 0,6 г, имеющий положительный заряд q1 = 11 нКл. Снизу в направлении линии подвеса к нему подносят шарик, имеющий отрицательный заряд q2= -13 нКл. При каком расстоянии r между шариками нить разорвется?
5 Отрицательный точечный заряд Q расположен на прямой, соединяющей два одинаковых положительных точечных заряда q. Расстояния между отрицательным зарядом и каждым из положительных относятся между собой, как 1:3. Во сколько раз изменится сила, действующая на отрицательный заряд, если его поменять местами с ближайшим положительным?
Положительные заряды q могут быть расположены как по обе стороны от отрицательного заряда Q, так и по одну сторону от него. Отношение сил в первом и втором случаях:
где r – расстояние от заряда Q до ближайшего положительного заряда q.
6 Два отрицательных точечных заряда q1 = — 9 нКл и q2= — 36 нКл расположены на расстоянии r=3м друг от друга. Когда в некоторой точке поместили заряд q0, то все три заряда оказались в равновесии. Найти заряд q0 и расстояние между зарядами q1 и q0.
Обозначим модуль силы буквой F с двумя индексами, первый из которых показывает, на какой заряд действует сила, а второйсо стороны какого заряда она действует (например, F01–сила, действующая на заряд q0 со стороны заряда q1). Возьмем в качестве координатной оси ОХ прямую, проходящую через заряды q1 и q2 (рис. 324). За начало отсчета О примем точку, где находится заряд q1 а за положительное направление от заряда q1 к заряду q2. Закон Кулона (в нашей записи) дает возможность определить лишь модуль вектора силы, а знак проекции вектор будет, как обычно, положительным, если сила направлена в положительном направлении оси ОХ, и отрицательным в противном случае.
На каждый из трех зарядов действуют со стороны двух других по две силы. Для равновесия необходимо, чтобы эти две силы были противоположными по направлению. Легко видеть, что это условие выполняется лишь в случае, когда заряд q0 находится на оси ОХ между зарядами q1 и q2 и имеет противоположный по сравнению с q1, и q2 знак. Пусть расстояние между зарядами q1 и q0 равно х (0<х а) на q0 действуют силы б) на q1 действуют силы в) на q2 действуют силы При равновесии всех трех зарядов: а)–F01+F02 = 0; б) -F12 + F10 = 0; в) F21-F20 = 0. Условие а) приводит к квадратному уравнению относительно х: Для корней этого уравнения Условие б) дает отсюда 7 Три одинаковых точечных заряда q = 20 нКл расположены в вершинах равностороннего треугольника. На каждый заряд действует сила F=10mH. Найти длину а стороны треугольника. Каждый заряд q взаимодействует с двумя другими зарядами q, расположенными на расстоянии а от рассматриваемого (рис. 325). Поэтому на любой заряд действуют две равные по модулю силы . Равнодействующая этих сил (проекция векторной суммы этих сил на диагональ параллелограмма) 8 Три одинаковых точечных заряда q1=q2 =q3 = 9 нКл расположены в вершинах равностороннего треугольника. Какой точечный заряд q0 нужно поместить в центре треугольника, чтобы система находилась в равновесии? На заряд q1 действуют две равные по модулю силы со стороны зарядов q2 и q3, а также сила со стороны заряда q0 (рис.326). Ввиду равенства зарядов q1=q2=q3 = q получаем . На заряд q0 действуют три равные по модулю силы, равнодействующая которых равна нулю. 9 Четыре одинаковых точечных заряда q=10 нКл расположены в вершинах квадрата со стороной a=10см. Найти силу, действующую со стороны трех зарядов на четвертый. Каждый заряд q взаимодействует с тремя другими зарядами q, два из которых находятся на расстоянии а от рассматриваемого, а один – на расстоянии и направлена по диагонали квадрата от его центра. 10 Четыре одинаковых по модулю точечных заряда | q | = 20 нКл, два из которых положительны, а два отрицательны, расположены в вершинах квадрата со стороной а = 20 см так, как показано на рис. 69. Найти силу, действующую на помещенный в центре квадрата положительный точечный заряд qo = 20 нКл. На заряд q0 действуют четыре силы, направленные попарно по двум диагоналям квадрата (рис. 328) и равные по модулю где –угол между диагональю и направлением равнодействующей. 11 На изолированной подставке расположен вертикально тонкий фарфоровый стержень, на который надет металлический полый шарик А радиуса r (рис. 70). После сообщения шарику заряда q = 60 нКл по стержню опущен такой же незаряженный металлический шарик в массы m = 0,1 г, который соприкасается с шариком А. На каком расстоянии h от шарика А будет находиться в равновесии шарик в после соприкосновения, если ? Трением шариков о стержень пренебречь. После соприкосновения шарика В с шариком А заряд q перераспределится между шариками поровну и шарик В будет подниматься вверх. Равновесие силы тяжести и силы Кулона наступит при ; отсюда h=9 см. 12 Вокруг отрицательного точечного заряда q0=-5 нКл равномерно движется по окружности под действием силы притяжения маленький заряженный шарик. Чему равно отношение заряда шарика к его массе, если угловая скорость вращения шарика w = 5 рад/с, а радиус окружности R = 3 см? 13 Два одинаковых шарика массы т = 9 г находятся друг от друга на расстоянии r, значительно превышающем их размеры. Какие равные заряды необходимо поместить на шариках, чтобы сила их кулоновского взаимодействия уравновешивала силу гравитационного притяжения? 14 Найти силы взаимодействия двух точечных зарядов q1 =4 нКл и q2=6 нКл в вакууме и в керосине (диэлектрическая проницаемость e = 2) на расстоянии r = 20 см. Силы взаимодействия зарядов в вакууме и в керосине . Следует отметить, что силы, приложенные к различным по модулю зарядам, равны по модулю и противоположны по направлению. На экзаменах нередко ошибаются, утверждая, что к большему заряду приложена большая сила. Это противоречит не только закону Кулона, но и третьему закону Ньютона. 15 Два точечных заряда, находясь в воздухе на расстоянии r1 = 5 см, взаимодействуют друг с другом с силой F1 = 120мкН, а находясь в некоторой непроводящей жидкости на расстоянии r2 = 10см,– с силой F2=15мкH. Какова диэлектрическая проницаемость жидкости? 16 Найти расстояние r1 между двумя одинаковыми точечными зарядами, находящимися в масле (диэлек¬трическая проницаемость ? = 3), если сила взаимодействия между ними такая же, как в вакууме на расстоянии r2 = 30 см. 17 Два одинаковых заряженных шарика, подвешенных на нитях равной длины в одной точке, разошлись в воздухе на некоторый угол 2a. Какова должна быть плотность r материала шариков, чтобы при погружении их в керосин (диэлектрическая проницаемость e = 2) угол между нитями не изменился? Плотность керосина До погружения в керосин на шарики действуют (рис. 329, а): сила тяжести mg, сила натяжения нити Т, сила кулоновского отталкивания , где m — масса шарика, q — его заряд и r – расстояние между шариками. При равновесии шарика суммы проекций сил на вертикальное и горизонтальное направления равны нулю: (1) При погружении шариков в керосин сила Кулона Условие равновесия сил теперь примет вид (2) 18 Два одинаковых заряженных шарика подвешены на нитях равной длины в одной точке и погружены в жидкость. Плотности материала шариков и жидкости равны r и rж. При какой диэлектрической проницаемости жидкости угол расхождения нитей в жидкости и в воздухе будет один и тот же? (см. задачу 17). 19 Одноименные точечные заряды q1 и q2 расположены в вершинах равностороннего треугольника со стороной r в однородной среде с диэлектрической проницаемостью e. Найти суммарную силу F, действующую на точечный заряд q3, расположенный в третьей вершине треугольника. 20 Три точечных заряда, расположенных друг от друга на расстояниях r12, r13 и r23, взаимодействуют в вакууме с силами F12, F13 и F23 соответственно. Найти через известные величины выражение для третьего заряда. Обозначим заряды через q1, q2 и q3. Тогда по закону Кулона Исключая из этих уравнений q1 и q2, найдем 21 С какой силой взаимодействовали бы в вакууме два одинаковых точечных заряда q=1Кл, находясь на расстоянии r = 0,5 км друг от друга? Сила взаимодействия . Эта сила довольно велика: она приблизительно равна силе, с которой притягивается к Земле тело массы m = 3600 кг. 22 Два одинаковых шарика подвешены в воздухе на нитях так, что их поверхности соприкасаются. После того как каждому шарику был сообщен заряд q = 0,4 мкКл, шарики разошлись на угол 2a = 60°. Найти массу шариков, если расстояние от центров шариков до точки подвеса l=0,2 м. На каждый шарик действуют: сила натяжения нити Т, сила тяжести mg и сила кулоновского отталкивания Исключив из этих уравнений Т и учитывая выражения для F и r, получим 23 Составлен прибор из двух одинаковых проводящих шариков массы m = 15 г, один из которых закреплен, а другой подвешен на нити длины l=20 см. Шарики, находясь в соприкосновении, получают оди¬наковые заряды, вследствие чего подвижный шарик отклоняет нить на угол 2a = 60° от вертикали. Найти заряд каждого шарика. На подвижный шарик действуют: сила тяжести mg, сила кулоновского отталкивания F и сила натяжения нити Т (рис. 331). При равновесии шарика суммы проекций сил на горизонтальное и вертикальное направления равны нулю: Fsina+ T cos2a — mg=0. Исключая из этих уравнений T находим Используя известную формулу , получаем Как видно из рис. 331, расстояние между шариками r=2lsina. 24 Шарик, несущий заряд q = 50 нКл, коснулся внутренней поверхности незаряженной проводящей сферы радиуса R= 20 см. Найти поверхностную плотность заряда на внешней поверхности сферы. Заряд шарика q полностью перейдет на внешнюю поверхность сферы и распределится по ней равномерно. Поэтому поверхностная плотность заряда на сфере . 25 Найти поверхностную плотность заряда на внешней поверхности проводящей сферы радиуса R = 20 см, если в центре сферы на изолирующей палочке находится шарик, несущий заряд q= 50нКл. Будет ли изменяться поверхностная плотность при изменении положения шарика внутри сферы? При внесении шарика с зарядом q внутрь проводящей сферы на внешней поверхности сферы появляются индуцированные заряды того же знака, что и заряд q, а на внутренней – противоположного знака (рис. 332). Поверхностная плотность заряда на сфере При изменении положения шарика электрическое поле внутри сферы будет меняться, но это не скажется на распределении зарядов на внешней поверхности сферы и их плотность будет прежней. 2 Электрическое поле 3 Постоянный электрический ток Три положительных заряда q1, q2, q3 расположены на одной прямой и связаны друг с другом двумя нитями длиной L каждая. Определить натяжение нитей, если q2 связан одновременно с q1 и q3. Система неподвижна. Лучший ответ T1=F1+F2 Где F1 — сила деуствуящяя со стороны q1 на q2 . Два точечных заряда q1 и q2(нКл) взаимодействуют в вакууме на расстоянии r с силой F(нМ). После того, как заряд q1 соединился с точечным зарядом q3,они стали равными q.При этом сила взаимодействия 1 и 2-го зарядов изменилась в n рав. Голосование за лучший ответ Когда q1 соединили с q3 они стали равным q: q2 можно найти из формулы Силы Кулоновского взаимодействия между точечными зарядами:
; отсюда 
(рис. 327). Поэтому на любой заряд действуют три силы: 
. Равнодействующая этих сил (проекции векторной суммы этих сил на диагональ квадрата)
( 
-половина диагонали квадрата). Равнодействующая этих сил
, где 
-гравитационная постоянная.
; сила Архимеда 
и направлена вверх (рис. 329,б).
отсюда 
, где 
(рис. 330). При равновесии шарика суммы проекций сил на вертикальное и горизонтальное направления равны нулю (см. задачу 17):
Дополнительно по теме
Плииииз помогите с задачей на закон кулона.
T2=F3+F4
При этом это геометрическая сумма, т. е. учитывается направление, а
Где F2 — сила деуствуящяя со стороны q2 на q1 .
Где F3 — сила деуствуящяя со стороны q2 на q3 .
Где F4 — сила деуствуящяя со стороны q3 на q2 .
Надеюсь понятно, если, что спрашивай 🙂 .Физика 10-11 класс
Дано:
q1=-40
r=5
F=10.0
q3=-120
Найти:
q2-?
q-?
n-?
HELP MEEEEE!
Проболела тему сказали учить самой, сижу уже часа 2,но ответы всё равно не сходятся.
q = (q1 + q3)/2
2q — q1 = q3
F1 = k*q1*q2/r
q2 = (q1*k)/F1*r
k = 1/4Eo
Eo — магнитная постоянная
n = F2/F1
F2 — это сила кулоновского взаимодействия между q и q2
F2 = k*|q2|*|q|/r