Một quả cầu khối lượng 10g. được treo vào một sợi chỉ cách điện. Qủa cầu mang điện tích q1=0,1uC. Đưa quả cầu q2 mang điện tích q2 lại gần thì quả cầu thứ nhất lệch ra khỏi vị trí ban đầu, dây treo hợp với đường thẳng góc 30. Khi đó 2 quả cầu ở trên cùng 1 mặt phẳng nằm ngang và cách nhau 3cm. Hỏi độ lớn điện tích q2 và lực căng sợi dây, lấy g=10

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:

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