Здравствуйте, dar777!
Условие : Q = 2 нКл , Вычислить Q
1 .
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·|q
1|·|q
2| / r
2 , где k = 9·10
9 Н·м
2 / Кл
2 - коэффициент пропорциональности. Расчёт проводим для воздушной среды с диэлектрической проницаемостью [$949$] = 1 .
В нашей задаче q
1 = q
2 = Q , r = a = R·[$8730$]3 , тк в правильном треугольнике радиус R описанной окружности меньше длины стороны "a" в [$8730$]3 раз.
Тогда, заряд Q
c в точке C испытывает 2 силы отталкивания от зарядов, расположенных в точках A и B .
Модули этих сил равны F = k·Q
2 / (R·[$8730$]3)
2 = k·Q
2 / (3·R
2)
Обе силы направлены под углом [$945$] = [$8736$]ACB / 2 = 30° к горизонтальной оси OX .
Суммарная (результирующая) сила
F
s = 2·F·cos([$945$]) = 2·F·cos(30°) = F·[$8730$]3 = k·Q
2 / (R
2·[$8730$]3)
потому что вертикальные проекции 2х сил взаимо-уничтожаются, а горизонтальные - складываются.
Cos(30°) = [$8730$]3 / 2
Для уравновешивания этой силы F
s надо поместить в точку O отрицательный заряд Q
1 , притягивающий заряд Q
c с такой же силой
F
s = k·Q·Q
1 / R
2 на расстоянии R .
Из этого выражения получаем модуль искомого заряда
Q
1 = F
s·R
2 / (k·Q) = [k·Q
2 / (R
2·[$8730$]3)]·R
2 / (k·Q) = Q / [$8730$]3 [$8776$] 2 / 1,732 [$8776$] 1,155 нКл .
Ответ : в центр треугольника надо поместить заряд -1,155 нКл .