Використовуємо закон Кулона для зарядів Q1 та Q2, що знаходяться на відстані a один від одного:
F12 = k * Q1 * Q2 / a^2
Використовуємо закон Кулона для зарядів Q1 та Q3, що знаходяться на відстані a * sqrt(3) один від одного:
F13 = k * Q1 * Q3 / (a * sqrt(3))^2
Так як трикутник рівносторонній, то наш заряд знаходиться на однаковій відстані від двох інших зарядів, тому сила, що діє на нього, буде спрямована вздовж бісектриси кута між F12 та F13.
Сила, що діє на заряд, може бути знайдена за до сили рівноваги:
F = sqrt(F12^2 + F13^2 + 2 * F12 * F13 * cos(60))
F = 1.44 * 10^-2 Н
Напрямок сили знаходиться на бісектрисі кута між F12 та F13, тому нахил бісектриси до осі x буде:
tan(phi) = F13 * sin(60) / (F12 + F13 * cos(60))
phi = 29.9 градусів
Отже, модуль сили, що діє на заряд, дорівнює 1.44 * 10^-2 Н, а напрямок складає 29.9 градусів з осі x.
Щоб визначити кутову швидкість тіла, спочатку потрібно знати кут, який тіло проходить за певний проміжок часу. У даному випадку тіло робить один повний оберт за 8 с.
Коло має 360 градусів (або 2π радіан), оскільки повний оберт охоплює всю колообідну дугу. Таким чином, кутова швидкість тіла може бути визначена, використовуючи формулу:
Кутова швидкість = Кут / Час
У даному випадку, тіло робить повний оберт, тобто пройшло 360 градусів або 2π радіан за 8 с. Підставимо ці значення у формулу:
Кутова швидкість = 2π / 8
Кутова швидкість = π / 4 рад/с
Отже, кутова швидкість цього тіла становить π / 4 радіан на секунду.