Keresés

Keresendő kifejezés:

Toplista

Toplista
  • betöltés...

Segítség!

Ahhoz, hogy mások kérdéseit és válaszait megtekinthesd, nem kell beregisztrálnod, azonban saját kérdés kiírásához ez szükséges!

Elektrosztatika

377
Egyforma, m=0,01g tömegű golyóknak ugyanakkora töltést adunk, majd l=10 cm hosszú fonalakra, közös pontban rögzítjük őket. Az egyensúly beállta után a fonalak éppen derékszöget zártak be egymással. Mennyi golyók töltése?
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Középiskola / Fizika

Válaszok

2
Szia!

A kis golyókra két erő fog hatni. Egyszer a gravitáció (nevezzük súlynak), illetve a két goló közötti taszítóerő.

Először számoljuk ki a súlyerőt. Mivel egy golyó tömege 0,01g, azaz 10^-5 kg, ezért az F=m×g képlet szerint ez az erő 10^-4 N lesz.
Ugyanakkor ezzel nem vagyunk még előrébb. Viszont a a két golyó egymással derékszöget alkot, azaz egy képzeletbeli függőleges vonallal 45°-os szöget zárnak be.
Így ha ebből az egyenesből és a fonal irányából egy szabályos derékszöget készítünk, akkor erre a szögre (α) és az erőkre felírható egy szögfüggvény:

tgα=Fe/F Ahol Fe az elektromos taszítóerő.
Mivel tgα=1, ezért Fe-nek is 10^-4 N-nak kell lennie, tehát kiszámoltuk a taszítóerőt.
Már csak a két golyó távolsága kell. Ehhez pedig használjuk a Pitagorasz-tételt. Ha a két golyóbist gondolatban összekötjük, szintén egy derékszögő 3szöget kapunk, aminek a befogói 10 cm-esek, így az átfogó: √(10^2+10^2)=14,14 cm=0,1414m

Ezekkel már sínen vagyunk. Felírjuk a Coulomb-törvényt:

Fe=Q^2/r^2*k melyből Q=√(Fe×r^2/k)=1,5×10^-8 C.

Tehát a golyók töltése 1,5×10^-8 C.
0

Szia!

Szóval itt láthatod a feladat rajzát jó igényesen...

A képzeletbeli háromszöget pirossal rajzoltam meg. Azt kell tudni, hogy a golyó helyzetét, így a fonal meredekségét a két erő határozza meg. Azaz a kirajzolt 3szög 2 piros oldalának hossza arányos az erőkkel. Ez azt jelenti, hogy amekkora az a/b arány, annyi az F/Fe arány is. Ezt az arányszámot a legtöbbször nehéz kiszámolni, ezért kellenek a szögfüggvények. De esetünkben könnyű, mivel ránézésre látszik, hogy a két piros oldal hossza egyenlő (sőt, még igaz is!), így ebben az esetben a két erőnek is meg kell egyeznie. Azaz Fe=F=10^-4 N
0