В данном эксперименте я решил изучить поведение двух маленьких одинаковых шариков, которые висят на двух нитях прикрепленных в одной точке потолка․ Шарики имеют одинаковую массу m и начально имеют одинаковые электрические заряды по 100 нКл․ На первом этапе эксперимента, шарики неподвижно висят на своих нитях․ Одна нить имеет длину L, а вторая ─ длину 2L․ После применения электрических зарядов к шарикам, они начинают отталкиваться друг от друга под влиянием электростатических сил․ Угол между нитями составляет 90°․ Это говорит о том, что электростатические силы, действующие на шарики, сбалансированы вертикальной компонентой гравитационной силы, и шарики находятся в равновесии․ Однако, во время второго этапа эксперимента, я решил снять часть заряда с одного из шариков․ В результате снятия заряда, угол между нитями стал равен 60°․ Это говорит о том, что баланс сил был нарушен и шарики снова начали взаимодействовать․ Для определения величины снятого заряда, я воспользовался принципом равновесия моментов сил․ При угле между нитями 90°, момент сил равен нулю, так как горизонтальная компонента электростатической силы не создает момент․
Определяя момент силы на каждый из шариков в момент угла 60°, я могу получить соотношение для снятого заряда․ Из этого соотношения можно получить следующую формулу⁚
(2/3)L*m*g*cos(30°) Q * d
Где L ⸺ длина нити, m ⸺ масса шарика, g ─ ускорение свободного падения, Q ─ начальный заряд шарика, d ⸺ снятый заряд․Из этой формулы, я могу выразить снятый заряд d⁚
d (2/3)L*m*g*cos(30°) / Q
Подставляя значения L 2, g 9․8 и Q 100 нКл, я получаю⁚
d (2/3)*2*9․8*cos(30°) / 100 нКл 0․02 Кл
Таким образом, величина снятого заряда составляет 0․02 Кл․