Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau có khối lượng m = 0,1 g được treo vào cùng một điểm bằng hai sợi dây có chiều dài

Vietjack.me giới thiệu bộ câu hỏi ôn tập Vật lí có đáp án được biên soạn bám sát chương trình học giúp bạn ôn luyện và bổ sung kiến thức môn Vật lí tốt hơn. Mời các bạn đón xem:

1 398 06/02/2024

Trang trước

Trang sau

Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau có khối lượng m = 0,1 g được treo vào cùng một điểm bằng hai sợi dây có chiều dài

Đề bài: Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau có khối lượng m = 0,1 g được treo vào cùng một điểm bằng hai sợi dây có chiều dài bằng nhau l = 10 cm. Truyền một điện tích q cho hai quả cầu thì thấy chúng tách ra và đứng cân bằng khi dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 15⁰.

a. Tính độ lớn lực tương tác giữa 2 quả cầu.

b. Tính lực căng dây.

c. Tính điện tích Q. Biết g = 10 m/s².

Lời giải:

Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau có khối lượng m = 0,1 g được treo vào cùng một điểm bằng hai sợi dây có chiều dài (ảnh 1)

Khi 2 quả cầu cân bằng, ta có: $\vec{T} + \vec{P} + \vec{F} = \vec{0} \Leftrightarrow \vec{R} + \vec{T} = \vec{0}$

a) Ta có: $P = m g = \frac{0, 1}{1000} .10 = 10^{- 3} N$

$t a n α = \frac{F_{d}}{P}$

$\Rightarrow F_{d} = P . t a n α = P . t a n 15^{0}$ $= 10^{- 3} . t a n 15^{0} = 2, {68.10}^{- 4} N$

b) Ta có: $T = R$

Mặt khác, từ hình ta có:

$c o s α = \frac{P}{R} = \frac{P}{T} \Rightarrow T = \frac{P}{c o s α} = \frac{10^{- 3}}{c o s 15^{0}} = 1, {03.10}^{- 3} N$

c) Lại có: $F_{d} = k \frac{q^{2}}{r^{2}}$

Khoảng cách giữa 2 quả cầu:

$r = 2 l s i n α = 2.0, 1. s i n 15^{0} = 0, 0518 m$

Ta có:

$F_{d} = 2, {68.10}^{- 4} N \Leftrightarrow k \frac{q^{2}}{r^{2}} = 2, {68.10}^{- 4} \Rightarrow {9.10}^{9} \frac{q^{2}}{0, 0518^{2}} = 2, {68.10}^{- 4} \Rightarrow q = \pm 8, {94.10}^{- 9} C$