Если равноплечие весы будут находиться в равновесии, значит на левую и правую чаши весов действуют одинаковые по величине силы, то есть верно следующее равенство (смотрите схему): mg — {f_{а1}} = mg — {f_{а2}} распишем силы архимеда f_{а1} и f_{а2} в левой и правой части равенства по известной формуле: mg — {\rho _в}g{v_1} = mg — {\rho _в}g{v_2} m — {\rho _в}{v_1} = m — {\rho _в}{v_2} неизвестный объем v_2 можно выразить из массы m и плотности \rho по формуле: {v_2} = \frac{m}{\rho } m — {\rho _в}{v_1} = m — {\rho _в}\frac{m}{\rho } m — {\rho _в}{v_1} = \frac{{m\left( {\rho — {\rho _в}} \right)}}{\rho } выразим неизвестную массу гирь m: m = \frac{{\rho \left( {m — {\rho _в}{v_1}} \right)}}{{\rho — {\rho _в}}} переведем плотности и объем тела в систему си: 1\; г/см^3 = 1000\; кг/м^3 7\; г/см^3 = 7000\; кг/м^3 100\; см^3 = {10^{ — 4}}\; м^3 посчитаем численный ответ к : m = \frac{{7000 \cdot \left( {1 — 1000 \cdot {{10}^{ — 4}}} \right)}}{{7000 — 1000}} = 1,05\; кг ответ 1,05кг
α ≈ 2°, T ≈ 4,9 мН
Объяснение:
Дано:
σ = 30 мкКл/м² = 3·10⁻⁵ Кл/м²
m = 0,5 г = 5·10⁻⁴ кг
q = 0,1 нКл = 10⁻¹⁰ Кл
g = 9,8 м/с²
ε₀ = 8,85·10⁻¹² Ф/м
Найти: T, α.
Напряжённость электрического поля бесконечной плоскости:
E = σ/(2ε₀).
Сила электростатического отталкивания между плоскостью и шариком:
F = q·E = q·σ/(2ε₀) = qσ/(2ε₀)
Согласно второму закону Ньютона:
х: F - T·sin α = 0
y: T·cos α - mg = 0
T·sin α = F (1)
T·cos α = mg (2)
Найдём угол α. Для этого поделим (1) на (2): tg α = F/mg.
α = arc tg F/mg = arc tg (qσ/(2ε₀))/mg = arc tg qσ/(2ε₀mg) =
arc tg 10⁻¹⁰·3·10⁻⁵/(2·8,85·10⁻¹²·5·10⁻⁴·9,8) = arc tg 10⁻¹⁰·3·10⁻⁵/(2·8,85·10⁻¹²·5·10⁻⁴·9,8) = arc tg 3/(8,85·9,8) ≈ 2°
Найдём силу натяжения нити T из (2): T = mg/cos α =
5·10⁻⁴·9,8/cos 2° ≈ 4,9·10⁻³ Н = 4,9 мН.