№696 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

1. На двух одинаковых по длине нитях, закрепленных в одной точке, подвешены два шарика. Сравнить углы отклонений нитей от вертикали, если: а) шарики, имея одинаковые массы, заряжены одноименно и заряд первого шарика больше заряда второго; б) заряды шаров одинаковы, а масса первого больше массы второго.

Пусть $$m_1,\ m_2$$ — массы шариков, $$q_1,\ q_2$$ — их заряды, $$\alpha_1,\ \alpha_2$$ — углы отклонения нитей от вертикали.

Для каждого шарика в равновесии:

$$T\cos\alpha = mg,$$

$$T\sin\alpha = F_{\text{к}}=\frac{k|q_1q_2|}{r^2}.$$

Тогда

$$\tan\alpha=\frac{F_{\text{к}}}{mg}=\frac{k|q_1q_2|}{r^2mg}.$$

Следовательно, при одинаковых расстоянии между шариками и зарядах второго шарика отношение углов определяется массой:

$$\frac{\tan\alpha_1}{\tan\alpha_2}=\frac{m_2}{m_1}.$$

а) Если $$m_1=m_2$$, а $$q_1>q_2$$, то для каждого шарика сила взаимодействия одинакова по модулю, а массы равны. Значит, углы отклонения одинаковы:

$$\alpha_1=\alpha_2.$$

б) Если $$q_1=q_2$$, а $$m_1>m_2$$, то при большей массе отклонение меньше. Поэтому

$$\alpha_1<\alpha_2.$$

Ответ: а) углы отклонения одинаковы; б) угол отклонения второго шарика больше.