دو گلولهٔ فلزی کوچک، مشابه و باردار از فاصلهٔ 6 سانتی‌متری، نیروی جاذبهٔ 100 نیوتونی به یکدیگر وارد می‌کنند. اگر این دو گلوله را با هم تماس دهیم بار الکتریکی هر…

** فصل 1: الکتریسیتۀ ساکن فیزیک (2) یازدهم دوره دوم متوسطه- نظری علوم تجربی درسنامه آموزشی این مبحث

دو گلولهٔ فلزی کوچک، مشابه و باردار از فاصلهٔ 6 سانتی‌متری، نیروی جاذبهٔ 100 نیوتونی به یکدیگر وارد می‌کنند. اگر این دو گلوله را با هم تماس دهیم بار الکتریکی هر کدام $+3\mu C$ می‌شود. بار اولیهٔ گلوله‌ها بر حسب میکروکولن کدام است؟ $(k=9\times {{10}^{9}}\frac{N.{{m}^{2}}}{{{C}^{2}}})$

1 )

8 و 2-

2 )

9 و 3-

3 )

10 و 4-

4 )

8 و 5-

نمایش پاسخ

$F=k\frac{\left| {{q}_{1}} \right|\left| {{q}_{2}} \right|}{{{r}^{2}}}\Rightarrow 100=\frac{9\times {{10}^{9}}\times \left| {{q}_{1}}{{q}_{2}} \right|}{36\times {{10}^{-4}}}\Rightarrow \left| {{q}_{1}}{{q}_{2}} \right|=40\times {{10}^{-12}}{{C}^{2}}=40{{(\mu C)}^{2}}$

از طرفی وقتی دو گلوله را به هم می‌چسبانیم بار آن‌ها با هم برابر خواهد شد:

$q=\frac{{{q}_{1}}+{{q}_{2}}}{2}=3\Rightarrow {{q}_{1}}+{{q}_{2}}=6\mu C$

چون نیروی بین دو بار جاذبه است، پس دو بار ناهم‌نام هستند و در گزینه‌های داده شده، دو عددی که حاصل‌ضرب آن‌ها 40- و مجموع آن‌ها 6 است، اعداد 10 و 4- است. پس بارها برابر با ${{q}_{1}}=10\mu C$ و ${{q}_{2}}-4\mu C$ هستند.