Объяснение:
m = 2 г = 0.002 кг
q1 = 3 * 10^-8 Кл.
q2 = 2.4 * 10^-7 Кл
F - ?
Отже, приступимо. Спочатку трохи теорії. Завдання складається з двох частин: закони Ньютона і закон Кулона. Сила тяжіння по модулю дорівнює силі натягу, тобто Fт = Fн = 0.02 Н. Раз заряди однойменні, то вони відштовхуються один від одного. Це означає, що сила натягу зменшиться на силу відштовхування кульок.
Звідси складаємо рівняння:
Fн = Fт-Fк
Закон Кулона:
F = kq1q2/R^2
Звідси складаємо кінцеве рівняння:
Fн = mg-kq1q2 / R^2
Підставляємо значення і вирішуємо:
Fн = 0.02 - 9 * 10^9 * 3 * 10^-8 * 2.4 * 10^-7/0.01 = 0.02 - 0.00648 = 0.01352 = 13.52 мН.
Объем воды, вытекающей из сосуда в единицу времени, определяется из выражения:
Q = mSo√(2gh),
где m - коэффициент, для отверстия в тонкой стенке m= 0,62,
So - площадь сечения отверстия, So = πr² = 3,14 мм² = 3,14*10^(-6) м².
h = 0,5 м - высота сосуда.
Так как расход воды зависит от высоты столба жидкости, то определим его в начальный момент.
Q = 0,62*3,14*10^(-6)*√(2*10*0,5) = 6,15632*10^(-6) м³/с = 0,00616 л/с.
Если уровень жидкости будет уменьшаться до 0, то среднее значение расхода равно половине рассчитанной величины.
Время истечения равно t = 2V/Q, где Q - максимальный расход жидкости через отверстие, соответствующий начальному уровню в резервуаре.
Расход Q = 6,15632*10^(-6) м³/с.
t = 2Sh/Q = 2*(πr²)*h/Q = 2*(3,14159*0,1²)*0,5/6,15632*10^(-6) = 5103,035 с или 85,05 минут.