Равновесие заряженной бусинки
На столе закреплён длинный тонкий непроводящий стержень, наклонённый под углом $\alpha$ к горизонту. На стержне закреплена маленькая заряженная бусинка. Выше неё на стержень надета другая такая же заряженная бусинка, которая может скользить по стержню без трения. Заряды бусинок одинаковы и равны $q$, масса бусинки равна $m$. Определите расстояние $l$ между бусинками, если они находятся в равновесии. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на верхнюю бусинку. Электростатическим воздействием стола на бусинки пренебречь.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
На столе закреплён длинный тонкий непроводящий стержень, наклонённый под углом к горизонту (см. рисунок). На стержне закреплена маленькая заряженная бусинка. Выше неё на стержень надета другая такая же заряженная бусинка, которая может скользить по стержню без трения. Заряды бусинок одинаковы и равны q, масса бусинки равна m. Определите расстояние между бусинками, если они находятся в равновесии. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на верхнюю бусинку. Электростатическим воздействием стола на бусинки пренебречь. | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Какие силы действуют на верхнюю бусинку и как направлена сила электрического отталкивания?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Проекция силы тяжести вдоль стержня равна $mg\sin\alpha$, а сила Кулона имеет модуль $F_\text{эл}=k\dfrac{q^2}{l^2}$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Запишите равновесие вдоль стержня: $k\dfrac{q^2}{l^2}=mg\sin\alpha$, откуда $l=\sqrt{\dfrac{kq^2}{mg\sin\alpha}}$.