Một quả cầu nhỏ khối lượng (0,8,,g) và điện tích (10,,mu C) được treo bằng sợi dây mảnh, nhẹ, cách điện có chiều dài (30,,cm). Để sức căng dây giảm đi một nửa thì cần phải đặt thêm tại điểm treo sợi dây một diện tích ({q_2}) có giá trị:
Phương pháp giải:
Trọng lực: (P = 10m)
Lực điện: (F = kfrac{{left| {{q_1}{q_2}} right|}}{{{r^2}}})
Giải chi tiết:
Ban đầu vật cân bằng, lực căng dây bằng trọng lực:
(T = P = mg = 0,{8.10^{ - 3}}.10 = {8.10^{ - 3}},,left( N right))
Để lực căng dây giảm một nửa, lực điện hướng lên → điện tích ({q_2} < 0)
Lực điện tác dụng lên điện tích là:
(begin{array}{l}{F_d} = kfrac{{left| {{q_1}{q_2}} right|}}{{{r^2}}} = frac{T}{2} Rightarrow left| {{q_2}} right| = frac{{T{r^2}}}{{2k{q_1}}}\ Rightarrow left| {{q_2}} right| = frac{{{{8.10}^{ - 3}}.0,{3^2}}}{{{{2.9.10}^9}{{.10.10}^{ - 6}}}} = {4.10^{ - 9}},,left( C right) = 4,,left( {nC} right)\ Rightarrow {q_2} = - 4,,left( {nC} right)end{array})
Chọn C.