位于(3.5,.5)和(-2,1.5)的两个带电粒子的电荷为q_1 =3μC,q_2 =-4μC。找到a)q2上静电力的大小和方向?找到第三次充电q_3 =4μC,使q_2上的净力为零?

位于(3.5,.5)和(-2,1.5)的两个带电粒子的电荷为q_1 =3μC,q_2 =-4μC。找到a)q2上静电力的大小和方向?找到第三次充电q_3 =4μC,使q_2上的净力为零?
Anonim

回答:

#q_3# 需要放在一个点上 #P_3(-8.34,2.65)# 关于 #6.45厘米# 远离 #Q_2# 对面有吸引力的力量线 #q_1到q_2#。力量的大小是 #| F_(12)| = | F_(23)| = 35 N#

说明:

物理学: 明确地 #Q_2# 会被吸引 #Q_1# 有力, #F_e = k(| q_1 || q_2 |)/ r ^ 2# 哪里

#k = 8.99xx10 ^ 9 Nm ^ 2 / C ^ 2; Q_1 = 3muC; q_2 = -4muC#

所以我们需要计算 #R ^ 2#,我们使用距离公式:

#r = sqrt((x_2-x_1)^ 2 +(y_2-y_1)^ 2)#

#r = sqrt(( - 2.0-3.5)^ 2 +(1.5-.5)^ 2)= 5.59cm = 5.59xx10 ^ -2 m#

#F_e = 8.99xx10 ^ 9 Ncancel(m ^ 2)/ cancel(C ^ 2)((3xx10 ^ -6 * 4xx10 ^ 6)取消(C ^ 2))/((5.59xx10 ^ -2)^ 2取消(平方公尺))#

#color(红色)(F_e = 35N)# 如上所述 #Q_2# 被拉扯了 #Q_1#

方向由方向给出 #q_2 - > q_1#

因此方向是:

#r_(12)=(x_1-x_2)i +(y_1 - y_2)j#

#r_(12)=(3.5-2.0)i +(05 - 1.5)j = 5.5i - j#

单位向量是: #u_(12)= 1 / 5.59(5.5i - j)#

和方向角: #tan ^ -1 -1 / 5.5 = -10.3 ^ 0#

第二个问题问你应该放在哪里 #q_3 = 4muC# 使力量上升 #q_2 = 0#

物理学: 鉴于 #Q_2# 被拉向了 #Q_1# 我们需要一种相反的力量。从那以后 #q_3# 通过放置获得相反方向拉动的力是带正电的 #q_3# 在这样的力量线上 #Q_2# 介于两者之间 #q_3##Q_1#.

我们计算 #r_(23)# 从力量方程知道它将会是 #color(红色)(F_e = 35N)#从而

#35 = K(| || Q_2 q_3 |)/ R_(23)^ 2; r_(23)^ 2 = 8.99xx10 ^ 9取消(N)m ^ 2 /取消(C ^ 2)((4xx10 ^ -6 * 4xx10 ^ 6)取消(C ^ 2))/(35cancel(N)) = 4.1xx10 ^ -3m; r_(23)= 6.45xx10 ^ -2m = 6.45 cm#

现在,方向与我们正在寻找的角度相反:

#theta = 180 ^ 0-10.3 ^ 0 = 169.7 ^ 0#

#r_(23)= 6.45cos(169.7)i + 6.45sin(169.7)j#

#r_(23)= -6.34i + 1.15j#

现在将其添加到坐标 #q_2(-2,1.5)#

#q_3# 坐标为:#q_3(-8.34,2.65)