Một quả cầu khối lượng 10g treo ở đầu một sợi dây mảnh cách điện

Đáp án:

$\begin{array}{l}
{q_2} = \pm 0,05774\mu C\\
T = 0,1155N
\end{array}$

Giải thích các bước giải:

Lực điện có phương ngang và vì sau đó hệ cân bằng nên ta có:

$\begin{array}{l}
\tan \alpha = \dfrac{{{F_d}}}{P} = \dfrac{{\dfrac{{k\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{r^2}}}}}{{mg}}\\
\Rightarrow \left| {{q_1}{q_2}} \right| = \dfrac{{mg{r^2}\tan \alpha }}{k}\\
\Leftrightarrow \left| {{q_2}} \right| = \dfrac{{0,01.10.0,{{03}^2}.\tan {{30}^o}}}{{0,{{1.10}^{ 6}}{{.9.10}^9}}} = 5,{774.10^{ 8}}C\\
\Leftrightarrow {q_2} = \pm 0,05774\mu C
\end{array}$

Độ lớn của lực căng dây là:

$T\cos {30^o} = P \Rightarrow T = \dfrac{{mg}}{{\cos {{30}^o}}} = \dfrac{{0,01.10}}{{\cos {{30}^o}}} = 0,1155N$

Khi đưa quả cầu 2 mang điện tích $q_2$ lại gần thì quả cầu thứ nhất lệch khỏi vị trí ban đầu một góc $=30^o$

$$ 2 quả cầu mang điện tích trái dấu $$ $q_2$ mang điện tích âm

$F_{21}=P.tan\alpha =mgtan\alpha =10.10^{-3}.10.tan30=\dfrac{\sqrt{3} }{30 }$

Lại có:

$F_{12}=k\dfrac{|q_1.q_2|}{r^2}=9.10^9.\dfrac{|0,1.10^{-6}.q_2|}{0,03^2}q_2=0,57µC$