Отметим заряды как q1, q2. Неизвестный заряд (помещённый) - q3. Расстояния: от q1 до q2 - R, от q1 до q3 - R1.
Если система в равновесии, то силы, действующие на шарик, равны.
Отсюда:
k*q1*q3/R1^2=k*q2*q3/(R-R1)^2;
q1/q2=R1^2/(R-R1)^2;
R1/(R-R1)=(q1/q2)^(1/2);
R-R1=R1*(q2/q1)^(1/2);
R=R1(1+(q2/q1)^(1/2));
R1=R/(1+(q2/q1)^(1/2));
Проверку единиц измерения делать не буду.
R1=0,04/(1+(1/9)^(1/2))=4/(40/3)=0,03 м, т.е. 3 см.
ответ: поместить надо в расстоянии 3 см от более заряженного шарика и в 1 см от менее заряженного.
v1/v2 = корень из ( (R + h2) / (R + h1) )
T1/T2 = ( (R + h1) / (R + h2) )^(3/2)
Объяснение:
дано:
h1
h2
R
найти:
v1/v2
T1/T2
скорость движения спутника по орбите на высоте h:
v = корень из ( G×M / (R + h) )
G - гравитационная постоянная,
M - масса Земли
v1/v2 = (корень из ( G×M / (R + h1) ) ) / ( корень из ( G×M / (R + h2) ) ) = корень из ( ( (G×M) × (R + h2) ) / ( (G×M) × (R + h1) ) ) = корень из ( (R + h2) / (R + h1) )
период обращения T:
T = 2 × pi × (R + h) / v
T1/T2 = (2 × pi × (R + h1) / v1) / ((2 × pi × (R + h2) / v2) = ( (R + h1) / (R + h2) ) × (v2/v1) = ( (R + h1) / (R + h2) ) × ( корень из ( (R + h1) / (R + h2) ) ) = ( (R + h1) / (R + h2) )^(3/2)
===
k*q1*q/x²=k*q2*q/(L-x)²
(L-x)/x=√(q2/q1)
x=L/(√(q2/q1 + 1)=0.24/(√(4/1) + 1)=0.08 м (8 см от q1)