Một hệ gồm ba điện tích điểm dương q giống nhau

Trang trước Trang sau

Câu 16.10 trang 31 Sách bài tập Vật Lí 11: Một hệ gồm ba điện tích điểm dương q giống nhau và một điện tích điểm Q nằm cân bằng. Biết ba điện tích q nằm ở ba đỉnh của một tam giác đều. Xác định dấu, độ lớn của điện tích (theo q) và vị trí của điện tích điểm Q.

Lời giải:

Thử xét trạng thái cân bằng của điện tích dương q đặt tại một trong ba đỉnh của tam giác đều ABC (cạnh a, đỉnh C chẳng hạn). Lực đẩy của các điện tích q đặt tại hai đỉnh còn lại của tam giác lên điện tích đặt tại C có độ lớn là: $F = \frac{q^{2}}{4 π ε_{0} a^{2}}$

Hợp lực $\vec{F_{đ}}$ của hai lực này có phương nằm trên đường phân giác của góc C, chiều hướng ra ngoài tam giác (xem Hình 16.2G), độ lớn: $F_{d} = F \sqrt{3} = \frac{q^{2}}{4 π ε_{0} a^{2}} \sqrt{3}$ (1)

Một hệ gồm ba điện tích điểm dương q giống nhau

Muốn điện tích đặt tại C nằm cân bằng thì phải có một lực hút cân bằng với lực đẩy $\vec{F_{đ}}$ . Điện tích Q do đó phải trái dấu với các điện tích q (Q phải mang điện tích âm) và phải nằm trên đường phân giác của góc C. Tương tự, muốn cho các điện tích q đặt tại các đỉnh A và B nằm cân bằng thì điện tích Q phải nằm trên các đường phân giác của góc A và B. Nghĩa là Q phải nằm tại trọng tâm của tam giác đều ABC và khoảng cách r từ Q đến C sẽ là: $r = \frac{2}{3} a \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}$

Độ lớn của lực $\vec{F_{h}}$ do Q tác dụng lên các điện tích q là: Một hệ gồm ba điện tích điểm dương q giống nhau (2)

Vì F_h = $F_{đ}$ nên từ (1) và (2), dễ dàng tính được độ lớn của Q theo q: Q = - $\frac{q}{\sqrt{3}}$ .

Lời giải SBT Vật Lí 11 Bài 16: Lực tương tác giữa hai điện tích hay khác:

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 11 hay khác:

Trang trước Trang sau

Giải bài tập lớp 11 Kết nối tri thức khác