cho 3 quả cầu giống hệt nhau cũng khối lượng m =100g mang điện tích giống nhau q=10^(-6)C buộc vào 3 sợi chỉ mảnh cách điện cùng chiều dài 30 cm. các đầu còn lại được treo vào cùng 1 điểm cố định trong không khí, lấy g=10m/s^2. Tính góc lệch của mỗi sợi giây so với phương thẳng đứng khi hệ cân bằng

Đáp án:

 \(20,{11^o}\)

Giải thích các bước giải:

Ta có:

\(\begin{array}{l}
{F_1} = {F_2} = \dfrac{{k{q^2}}}{{{r^2}}} = \dfrac{{{{9.10}^{ - 3}}}}{{{r^2}}}\\
F = 2{F_1}\cos \dfrac{{60}}{2} = {F_1}\sqrt 3  = \dfrac{{9\sqrt 3 {{.10}^{ - 3}}}}{{{r^2}}}\\
\tan \alpha  = \dfrac{F}{P} = \dfrac{{\dfrac{r}{2}}}{{\sqrt {{l^2} - {{\left( {\dfrac{r}{2}} \right)}^2}} }}\\
 \Rightarrow \dfrac{{\dfrac{{9\sqrt 3 {{.10}^{ - 3}}}}{{{r^2}}}}}{{0,1.10}} = \dfrac{{\dfrac{r}{2}}}{{\sqrt {0,{3^2} - {{\left( {\dfrac{r}{2}} \right)}^2}} }}\\
 \Rightarrow r = 0,206\left( m \right)\\
 \Rightarrow \tan \alpha  = \dfrac{{\dfrac{{9\sqrt 3 {{.10}^{ - 3}}}}{{{r^2}}}}}{{0,1.10}} = 0,366\\
 \Rightarrow \alpha  = 20,{11^o}
\end{array}\)