ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
При решении задач на применение закона Кулона используются те же приемы, что и при решении задач на статику в курсе механики VIII класса. Надо лишь иметь в виду, что направление кулоновской силы зависит от знаков зарядов взаимодействующих тел. Кроме того, в ряде задач исполизуется закон сохранения заряда и тот факт, что минимальная порция электрического заряда — модуль заряда элементарной частицы — равен 1,6 10-1 Кл.
1. Сколько электронов содержится в капле воды массой
Масса молекулы воды
Решение. Молекула воды
содержит 10 электронов.
В капле воды содержится
молекул и, следовательно,
электронов.
2. Два одинаковых шарика подвешены на нитях длиной
к одной точке. Когда шарикам сообщили одинаковые зариды
Кл. они разошлись на расстояние
см.
Определить натяжение каждой нити.
Рис. 96
Решение. На каждый шарик действуют три силы: сила тяжести
сила упругости нити
и кулоновская сила
(рис. 96).
Шарик неподвижен; следовательно, сумма проекций сил на оси
равна нулю. Для суммы проекций сил на ось
это условие имеет вид:
Так как
Нить натянута с силой, приближенно равной
.
3. Небольшие заряженные тела расположены иа одной прямой. Тело с зарядом
Кл расположено между телом с зарядом
Кл (на расстоянии
от него) и телом с зарядом
Кл (на расстоянии
от последнего). Найти результирующие кулоновскнх сил, приложенных к каждому телу.
Решение Первое и второе тела притягиваются по закону Кулона с силой
Второе и третье тела отталкиваются с силой, модуль которой равен:
Первое и третье тела притягиваются с силой, модуль которой равен.
Рассмотрим кулоновские силы, действующие на первое тело (рис. 97). Они направлены в одну сторону. Следовательно, модуль результирующей силы равен сумме их модулей:
Рис. 97
Кулоновские силы, приложенные ко второму телу, также направлены в одну сторону (рис. 97), поэтому модуль результирующей силы составляет:
Силы, приложенные к третьему телу, направлены в противоположные стороны (рис. 97) Сила притяжения
со стороны первого тела больше силы отталкивания
со стороны второго тела. Модуль результирующей равен разности сил. Результирующая сила направлена в сторону большей силы:
Упражнения 8
(см. скан)