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:

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.