№696 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Задача

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Рымкевич 10-11 класс, Дрофа: 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.

Подробный ответ

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

На каждый шарик действуют сила тяжести, сила натяжения нити и кулоновская сила. В равновесии:

$$T=mg,$$

$$T\sin\alpha=\frac{kq_1q_2}{r^2}.$$

Тогда

$$\sin\alpha=\frac{kq_1q_2}{r^2mg}.$$

Для двух шариков:

$$\frac{\sin\alpha_1}{\sin\alpha_2}=\frac{kq_1q_2}{r^2m_1g}\cdot\frac{r^2m_2g}{kq_1q_2}=\frac{m_2}{m_1}.$$

а) Если $$m_1=m_2$$, а заряды одноимённы и $$q_1>q_2$$, то

$$\frac{\sin\alpha_1}{\sin\alpha_2}=\frac{m_2}{m_1}=1,$$

значит, $$\alpha_1=\alpha_2$$. Углы отклонения нитей одинаковы.