Solucions Física en context 2: Q40

Q40

Calculeu la força electrostàtica que actua sobre cadascuna de les boles de la Figura 30. Feu servir les dades que mostra el diagrama. Calculeu també les càrregues, suposant que les dues són iguals en valor absolut.

Per a què el sistema estigui en equilibri, la suma de les forces que actua sobre cada càrrega ha de ser zero. Així, per a la càrrega de l'esquerra tenim:

$T avec flèche vers la droite au-dessus plus F avec flèche vers la droite au-dessus plus P avec flèche vers la droite au-dessus égal à 0$

Si descomponem el vectors en els eixos x i y:

$x parenthèse droite espace F moins T fois sin espace 30 º égal à 0 y parenthèse droite espace T fois cos espace 30 º moins P égal à 0$

$x parenthèse droite espace F égal à T fois sin espace 30 º y parenthèse droite espace T fois cos espace 30 º égal à P$

$x parenthèse droite espace F égal à T fois sin espace 30 º y parenthèse droite espace P égal à T fois cos espace 30 º$

$F sur P égal à numérateur de la fraction T fois sin espace 30 º au-dessus du dénominateur T fois cos espace 30 º fin de la fraction$

$F sur P égal à tan espace 30 º$

$F égal à P fois tan espace 30 º égal à 0 virgule 1 fois tan 30 º$ =

$cadre englobant F égal à 0 virgule 0577 espace N fin$

Per saber el valor de les càrregues necessitem saber la distància que n'hi ha entre elles:

La distància horitzontal x que està separada la càrrega és:

s i n espace 30 º égal à x sur 1

x égal à 0 virgule 5 espace m

D'aquesta manera la distància entre les dues càrregues serà d=1m, per tant la força:

F égal à k fois numérateur de la fraction Q fois Q au-dessus du dénominateur r au carré fin de la fraction

0 virgule 0577 égal à 9 fois 10 puissance 9 fois Q au carré sur 1 au carré

cadre englobant Q égal à 2 virgule 53 fois 10 puissance moins 6 fin de l'exposant égal à 2 virgule 53 espace mu C fin

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Q40