Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại có khối lượng 5 g

Giải SBT Lí 11 Bài 1. Điện tích. Định luật Culong

Bài 1.7 trang 4 Sách bài tập Vật lí 11: Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại, có khối lượng 5 g, được treo vào cùng một điểm O bằng hai sợi chỉ không dãn, dài 10 cm. Hai quả cầu tiếp xúc với nhau. Tích điện cho một quả cầu thì thấy hai quả cầu đẩy nhau cho đến khi hai dây treo hợp với nhau một góc 60⁰. Tính điện tích mà ta đã truyền cho các quả cầu. Lấy g = 10 m/s².

Lời giải

Vì hai quả cầu tiếp xúc nên điện tích của mỗi quả cầu bằng nhau và có giá trị:

q₁ = q₂ = q

Các lực tác dụng lên mỗi quả cầu là: Lực căng $\overrightarrow{T}$, trọng lực $\overrightarrow{P}$, lực điện $\overrightarrow{F}$ (hình vẽ)

Vì quả cầu nằm cân bằng nên:

$\overrightarrow{T}+\overrightarrow{P}+\overrightarrow{F}=0\iff \overrightarrow{T}=-\overrightarrow{T}$

Từ hình vẽ ta có:

$F=P.\tan \left(\frac{\alpha }{2}\right)\iff \frac{k{q}^2}{\epsilon r^2}=mg.\tan \left(\frac{\alpha }{2}\right)$

$\iff \left|q\right|=r\sqrt{\frac{mg}{k}.\tan \left(\frac{\alpha }{2}\right)}=10.\sqrt{\frac{0,005.10\tan 30}{{9.10}^{-9}}}=1,{79.10}^{-7}C$

Vậy điện tích mà ta đã truyền cho các quả cầu là:

Q = $\pm$ 2q = $\pm 1,{79.10}^{-7}$.2 = $\pm$ 3,58.10^-7C.

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật lí lớp 11 hay, chi tiết khác:

Bài 1.1 trang 3 SBT Lí 11: Nhiễm điện cho một thanh nhựa rồi đưa nó lại gần hai vật M và N

Bài 1.2 trang 3 SBT Lí 11: Một hệ cô lập gồm ba điện tích điểm, có khối lượng không đáng kể

Bài 1.3 trang 3 SBT Lí 11: Nếu tăng khoảng cách giữa hai điện tích điểm lên 3 lần thì lực

Bài 1.4 trang 4 SBT Lí 11: Đồ thị nào trong Hình 1.1 có thể biểu diễn sự phụ thuộc của lực tương

Bài 1.5 trang 4 SBT Lí 11: Hai quả cầu A và B có khối lượng m₁ và m₂ được treo vào một điểm O

Bài 1.6 trang 4 SBT Lí 11: Tính lực hút tĩnh điện giữa hạt nhân trong nguyên tử heli với một êlectron

Bài 1.8 trang 5 SBT Lí 11: Một hệ điện tích có cấu tạo gồm một ion dương +e và hai ion âm...

Bài 1.9 trang 5 SBT Lí 11: Một hệ gồm ba điện tích dương q giống nhau và một điện tích Q...

Bài 1.10 trang 5 SBT Lí 11: Hai quả cầu kim loại nhỏ, giống hệt nhau, chứa các điện tích cùng dấu...

Lý thuyết Điện tích. Định luật Cu lông

Trắc nghiệm Điện tích. Định luật Cu-lông có đáp án