№9.14
Два шарика одинаковых радиуса и массы подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются. После сообщения шарикам заряда q0 = 0,4 мкКл они оттолкнулись друг от друга и разошлись на угол 2α = 60°. Найти массу m каждого шарика, если расстояние от центра шарика до точки подвеса l = 20 см.
Дано:
q0 = 0,4 мкКл = 0,4 ·10-6 Кл
2α = 60°
ℓ = 20 см= 0,2 м
m -?
На каждый шарик действуют три силы: сила тяжести, сила Кулона и сила натяжения нити. Т.к. шарики находятся в положении равновесия, то сумма этих трех сил равна нулю.
Проекции на выбранные оси координат
Сила Кулона
Сила натяжения нити
По закону Кулона
Заряд каждого шарика будет равен половине суммарного заряда
Расстояние между зарядами
Тогда
Масса шарика будет равна
принятое в физике сплошных сред, термодинамике и статистической физике название для той части полной энергии термодинамической системы, которая не зависит от выбора системы отсчета и которая в рамках рассматриваемой задачи может изменяться. То есть для равновесных процессов в системе отсчета, относительно которой центр масс рассматриваемого макроскопического объекта покоится, изменения полной и внутренней энергии всегда совпадают. Перечень составных частей полной энергии, входящих во внутреннюю энергию, непостоянен и зависит от решаемой задачи. Иначе говоря, внутренняя энергия — это не специфический вид энергии, а совокупность тех изменяемых составных частей полной энергии системы, которые следует учитывать в конкретной ситуации.
При решении этой задачи используем теорему Пифагора:
Корень суммы квадратов катетов прямоугольного треугольника есть гипотенуза:
корень квадратный ²√ (5*5 + 12*12) = корень квадратный ²√(25+144)=корень квадратный ²√(169)=13 (км)
ответ: модуль совершенного путешественником перемещения равен 13 км