Bài 1.9 trang 5 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11

Một hệ gồm ba điện tích dương q giống nhau và một điện tích Q nằm cân bằng. Ba điện tích q nằm tại ba đỉnh của một tam giác đều. Xác định dấu, độ lớn (theo q) và vị trí của điện tích Q.

Trả lời:

Xét sự cân bằng của điện tích q nằm tại đỉnh C chẳng hạn của tam giác đều ABC cạnh a. Lực đẩy của mỗi điện tích q nằm ở A hoặc B tác dụng lên điện tích ở C :

\(F = k{{{q^2}} \over {{a^2}}}\)

Hợp lực của hai lực đẩy có phương nằm trên đường phân giác của góc C, chiều hướng ra, cường độ:

\({F_d} = F\sqrt 3 = k{{{q^2}} \over {{a^2}}}\sqrt 3 \)

Muốn điện tích tại c nằm cân bằng thì phải có một lực hút cân bằng với lực đẩy (Hình 1.3G)_. Như vậy điện tích Q phải trái dấu với q (Q phải là điện tích âm) và phải nằm trên đường phân giác của góc C. Tương tự, Q cũng phải nằm trên các đường phân giác của các góc A và B. Do đó, Q phải nằm tại trọng tâm của tam giác ABC.

Khoảng cách từ Q đến C sẽ là:

\({F_d} = F\sqrt 3 = k{{{q^2}} \over {{a^2}}}\sqrt 3 \)

 Cường độ của lực hút là:

\({F_h} = k{{3q|Q|} \over {{a^2}}}\). Với  

\(F_d^{} = {F_h} \Rightarrow |Q| = {{\sqrt 3 } \over 3}q = 0,577q\)

Vậy Q = - 0,577q.

Sachbaitap.com