Два одинаковых шарика с массами 60 г находится в вакууме на большем расстоянии друг от друга. Какой заряд нужен каждому шару, чтобы привести силу гравитационного притяжения между шарами в равновесие?
Для того чтобы привести силу гравитационного притяжения между шарами в равновесие, необходимо, чтобы сила притяжения между ними равнялась силе отталкивания. Таким образом, нужно, чтобы электрический заряд каждого шара создавал такую силу отталкивания, которая будет равна силе гравитационного притяжения.
Сила гравитационного притяжения между двумя шарами в вакууме может быть рассчитана по формуле:
F = G (m1 m2) / r^2,
где F - сила гравитационного притяжения, G - постоянная гравитации, m1 и m2 - массы шаров, r - расстояние между центрами шаров.
Поскольку массы шаров одинаковые и равны 60 г, то m1 = m2 = 0.06 кг.
Теперь выразим заряд каждого шара, необходимый для приведения силы отталкивания в равновесие с силой гравитационного притяжения:
F(от) = F(пр), k (q^2) / r^2 = G (m1 m2) / r^2, k (q^2) = G (m1 m2), q = sqrt((G m1 m2) / k).
Где k - кулоновская постоянная (k = 8.99 10^9 Н м^2 / Кл^2).
Для того чтобы привести силу гравитационного притяжения между шарами в равновесие, необходимо, чтобы сила притяжения между ними равнялась силе отталкивания. Таким образом, нужно, чтобы электрический заряд каждого шара создавал такую силу отталкивания, которая будет равна силе гравитационного притяжения.
Сила гравитационного притяжения между двумя шарами в вакууме может быть рассчитана по формуле:
F = G (m1 m2) / r^2,
где F - сила гравитационного притяжения, G - постоянная гравитации, m1 и m2 - массы шаров, r - расстояние между центрами шаров.
Поскольку массы шаров одинаковые и равны 60 г, то m1 = m2 = 0.06 кг.
Теперь выразим заряд каждого шара, необходимый для приведения силы отталкивания в равновесие с силой гравитационного притяжения:
F(от) = F(пр),
k (q^2) / r^2 = G (m1 m2) / r^2,
k (q^2) = G (m1 m2),
q = sqrt((G m1 m2) / k).
Где k - кулоновская постоянная (k = 8.99 10^9 Н м^2 / Кл^2).
Подставляем известные значения:
q = sqrt((6.674 10^(-11) 0.06 0.06) / 8.99 10^9) = sqrt(2.404 10^(-11)) = 4.9 10^(-6) Кл.
Таким образом, каждому шару нужно придать заряд примерно 4.9 мкКл, чтобы привести силу гравитационного притяжения в равновесие.