Горизонтальні рейки знаходяться на відстані 300 мм одна від одної. На них лежати Стрижень, что е перпендикулярно до рейок. Якою має буті магнітна індукція поля для того, щоб Стрижень почав рухатісь, если по ньом пропускають струм 50A? коефіцієнт тертим между Стрижнем та рейками 0,2. Маса Стрижня 500г.
Масса шариков: m = 1 г = 0,001 кг.
Длина нити: L = 10 см = 0,1 м.
Угол между нитями: β = 60°.
Найти нужно заряды на шариках: q - ?
Решение:1. Построим рисунок (см. приложение). Рассматривая силы действующие на шарик, будем иметь дело с углом
2. Запишем второй закон Ньютона для одного шарика:
3. Возьмём проекцию на ось Оy:
4. Выразим из (3) силу натяжения нити:
5. Возьмём проекцию на ось Оx:
6. Объединяем (4) и (5):
7. Вспоминаем формулу силы кулоновского взаимодействия: , учитывая, что заряды одинаковы:
8. Из геометрии имеем:
9. Объединяем (6), (7) и (8):
10. Выразим заряд из (9), вспомним угол β:
не удивляться знаку "±" перед корнем. Отталкиваться будут как два положительных, так и два отрицательных заряда. Более того, алгебраически, извлекая корень чётной степени, необходимо учитывать оба знака.
Численно получим:(Кл).
Переведём в нанокулоны: Кл = ± 80 нКл.
ответ: 80 нКл, или -80 нКл.