Всё правильно, сила сопротивления движению в вязкой среде почти пропорциональна площади сечения тела при одной и той же форме, мы сравниваем два шарика, всё ОК. Fтр=k*V²*S
Площадь сечения шарика прямо пропорциональна радиусу шарика - S=*R², значит сила сопротивления растет пропорционально квадрату радиуса.
При этом сила тяжести, действующая на тело, пропорциональна кубу радиуса. Fт=m*g=V*p*g=(4/3)*R³*p*g
Соответственно, сила тяжести растет быстрее силы трения (сопротивления среды). Суммарная сила равно силе тяжести минус силе сопротивления, значит, она увеличивается, шарик падает быстрее.
Например, увеличили радиус в два раза, у нас сопротивление увеличилось в (2R)²/R²=4 раза. А сила тяжести в (2R)³/R³=8 раз. Соответственно, суммарная сила увеличилась по направлению падения.
Fтр=k*V²*S
Площадь сечения шарика прямо пропорциональна радиусу шарика -
S=
При этом сила тяжести, действующая на тело, пропорциональна кубу радиуса.
Fт=m*g=V*p*g=(4/3)*
Соответственно, сила тяжести растет быстрее силы трения (сопротивления среды). Суммарная сила равно силе тяжести минус силе сопротивления, значит, она увеличивается, шарик падает быстрее.
Например, увеличили радиус в два раза, у нас сопротивление увеличилось в (2R)²/R²=4 раза. А сила тяжести в (2R)³/R³=8 раз.
Соответственно, суммарная сила увеличилась по направлению падения.
Отметим заряды как q1, q2. Неизвестный заряд (помещённый) - q3. Расстояния: от q1 до q2 - R, от q1 до q3 - R1.
Если система в равновесии, то силы, действующие на шарик, равны.
Отсюда:
k*q1*q3/R1^2=k*q2*q3/(R-R1)^2;
q1/q2=R1^2/(R-R1)^2;
R1/(R-R1)=(q1/q2)^(1/2);
R-R1=R1*(q2/q1)^(1/2);
R=R1(1+(q2/q1)^(1/2));
R1=R/(1+(q2/q1)^(1/2));
Проверку единиц измерения делать не буду.
R1=0,04/(1+(1/9)^(1/2))=4/(40/3)=0,03 м, т.е. 3 см.
ответ: поместить надо в расстоянии 3 см от более заряженного шарика и в 1 см от менее заряженного.