Консультация № 199129
03.09.2020, 16:29
0.00 руб.
0 3 1
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
В вершинах равностороннего треугольника находятся одинаковые положительные заряды Q = 2 нКл. Какой отрицательный заряд Q1 необходимо поместить в центр треугольника, чтобы сила притяжения с его стороны уравновесила силы отталкивания положительных зарядов?
[Q1 = 1,15 Кл]
Покажите рисунок.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
05.09.2020, 13:48
общий
это ответ
Здравствуйте, dar777!
Условие : Q = 2 нКл , Вычислить Q1 .
Решение : Размеры треугольника НЕ указаны в Условии задачи. Поэтому начертим треугольник ABC так, чтобы его вершина C оказалась справа от центра его описанной окружности радиусом R = 1 ед.длины с центром в точке O . Рисунок прилагаю ниже.
Все внутренние углы треугольника равны 60°.

По закону Кулона "Сила взаимодействия м-ду 2мя неподвижными точечными электрическими зарядами в вакууме или воздухе прямо пропорциональна произведению величин зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния м-ду ними и направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды".
F = k·|q1|·|q2| / r2 , где k = 9·109 Н·м2 / Кл2 - коэффициент пропорциональности. Расчёт проводим для воздушной среды с диэлектрической проницаемостью [$949$] = 1 .

В нашей задаче q1 = q2 = Q , r = a = R·[$8730$]3 , тк в правильном треугольнике радиус R описанной окружности меньше длины стороны "a" в [$8730$]3 раз.
Тогда, заряд Qc в точке C испытывает 2 силы отталкивания от зарядов, расположенных в точках A и B .
Модули этих сил равны F = k·Q2 / (R·[$8730$]3)2 = k·Q2 / (3·R2)
Обе силы направлены под углом [$945$] = [$8736$]ACB / 2 = 30° к горизонтальной оси OX .
Суммарная (результирующая) сила
Fs = 2·F·cos([$945$]) = 2·F·cos(30°) = F·[$8730$]3 = k·Q2 / (R2·[$8730$]3)
потому что вертикальные проекции 2х сил взаимо-уничтожаются, а горизонтальные - складываются.
Cos(30°) = [$8730$]3 / 2

Для уравновешивания этой силы Fs надо поместить в точку O отрицательный заряд Q1 , притягивающий заряд Qc с такой же силой
Fs = k·Q·Q1 / R2 на расстоянии R .
Из этого выражения получаем модуль искомого заряда
Q1 = Fs·R2 / (k·Q) = [k·Q2 / (R2·[$8730$]3)]·R2 / (k·Q) = Q / [$8730$]3 [$8776$] 2 / 1,732 [$8776$] 1,155 нКл .
Ответ : в центр треугольника надо поместить заряд -1,155 нКл .
5
Спасибо огромное Владимир Николаевич
давно
Посетитель
401938
329
05.09.2020, 14:33
общий
Посмотрите пожалуйста другие мои консультации)))
Об авторе:
Лучшая увеличительная линза - ноги.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
05.09.2020, 15:26
общий
Адресаты:
На Портале аккуратно работает почта.
Все эксперты раздела и я в тч уже посмотрели Ваши консультации.
Форма ответа