Заряженные шарик и стержень
6/10Маленький шарик и тонкий непроводящий стержень длиной \(L\), массы которых \(m\) одинаковы, подвешены к потолку на нитях одинаковой большой длины \(R \gg L\) (см. рис.). Нити позволяют шарику и стержню двигаться только в одной вертикальной плоскости. Сначала шарик и стержень не были заряжены и висели так, что почти соприкасались друг с другом, причем шарик находился возле одного из концов стержня. Шарику и стержню сообщили одинаковые электрические заряды \(Q\), причем заряд на стержне распределили равномерно по его длине. На каком расстоянии \(x\) окажутся в положении равновесия шарик и тот конец стержня, возле которого шарик сначала находился? Считайте, что диаметр шарика много меньше \(x\), а \(x\) много меньше длины стержня.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаГоризонтальная проекция силы натяжения нити при малых углах равна \(mg\,\Delta/R\). Силу отталкивания шарика от стержня найдите разбиением стержня на элементы и интегрированием (или энергетически).
Ответ\(x \approx Q\sqrt{\dfrac{2kR}{mgL}} = Q\sqrt{\dfrac{R}{2\pi\varepsilon_0\, mgL}}\).
Похожие задачи
- Стержень, шарик и нить МОШ 2010/11, 11 кл.
- Заряды на циферблате часов МОШ 2020/21, 11 кл.
- Заряженный шарик в поле МОШ 2017/18, 11 кл.
- Похоже на Сатурн ВсОШ 2022/23, 11 кл.
- Усечённый конус ВсОШ 2023/24, 11 кл.
- Квадрат vs круг ВсОШ 2024/25, 10 кл.