Trang chủ Vật Lý Lớp 11 Ba quả cầu nhỏ giống nhau A,B,C có cùng khối...

Ba quả cầu nhỏ giống nhau A,B,C có cùng khối lượng m và điện tích q,đặt trên mặt bàn nằm ngang không có ma sát,nối với nhau bằng các sợi chỉ cách điện,tạo thàn

Câu hỏi :

Ba quả cầu nhỏ giống nhau A,B,C có cùng khối lượng m và điện tích q,đặt trên mặt bàn nằm ngang không có ma sát,nối với nhau bằng các sợi chỉ cách điện,tạo thành tam giác ABC vuông tại A.Biết góc ABC =alpha,BC=L.Nếu dây BC đứt,hãy xác định gia tốc của mỗi quả cầu tại thời điểm dây vừa đứt.

image

Lời giải 1 :

Đáp án:

\({a_A} = \dfrac{{k{q^2}}}{{m{{\sin }^2}\alpha {{\cos }^2}\alpha }}\)

\({a_B} = \dfrac{{k{q^2}}}{{m{l^2}}}\sqrt {\dfrac{{1 + {{\cos }^4}\alpha  + 2{{\cos }^3}\alpha }}{{{{\cos }^4}\alpha }}} \)

\({a_C} = \dfrac{{k{q^2}}}{{m{l^2}}}\sqrt {\dfrac{{1 + {{\sin }^4}\alpha  + 2{{\sin }^3}\alpha }}{{{{\sin }^4}\alpha }}} \)

Giải thích các bước giải:

Lực điện các điện tích tác dụng lên nhau là:

\(\begin{array}{l}
{F_{AB}} = k\dfrac{{{q^2}}}{{{{\left( {l\cos \alpha } \right)}^2}}}\\
{F_{AC}} = k\dfrac{{{q^2}}}{{{{\left( {l\sin \alpha } \right)}^2}}}\\
{F_{BC}} = k\dfrac{{{q^2}}}{{{l^2}}}
\end{array}\)

Lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích tại A là:

\(\begin{array}{l}
{F_A} = \sqrt {F_{AB}^2 + F_{AC}^2}  = k{q^2}\sqrt {\dfrac{1}{{{{\left( {l\cos \alpha } \right)}^2}}} + \dfrac{1}{{{{\left( {l\sin \alpha } \right)}^2}}}} \\
 \Rightarrow {F_A} = \dfrac{{k{q^2}}}{{{{\sin }^2}\alpha {{\cos }^2}\alpha }}
\end{array}\)

Lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích tại B là:

\(\begin{array}{l}
{F_B} = \sqrt {F_{AB}^2 + F_{BC}^2 + 2{F_{AB}}{F_{BC}}\cos \alpha } \\
 \Rightarrow {F_B} = \sqrt {{{\left( {k\dfrac{{{q^2}}}{{{{\left( {l\cos \alpha } \right)}^2}}}} \right)}^2} + {{\left( {k\dfrac{{{q^2}}}{{{l^2}}}} \right)}^2} + 2.k\dfrac{{{q^2}}}{{{{\left( {l\cos \alpha } \right)}^2}}}.k\dfrac{{{q^2}}}{{{l^2}}}.\cos \alpha } \\
 \Rightarrow {F_B} = \dfrac{{k{q^2}}}{{{l^2}}}\sqrt {\dfrac{1}{{{{\cos }^4}\alpha }} + 1 + \dfrac{2}{{\cos \alpha }}}  = \dfrac{{k{q^2}}}{{{l^2}}}\sqrt {\dfrac{{1 + {{\cos }^4}\alpha  + 2{{\cos }^3}\alpha }}{{{{\cos }^4}\alpha }}} 
\end{array}\)

Lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích tại C là:

\(\begin{array}{l}
{F_C} = \sqrt {F_{AC}^2 + F_{BC}^2 + 2{F_{AC}}{F_{BC}}\sin \alpha } \\
 \Rightarrow {F_C} = \sqrt {{{\left( {k\dfrac{{{q^2}}}{{{{\left( {l\sin \alpha } \right)}^2}}}} \right)}^2} + {{\left( {k\dfrac{{{q^2}}}{{{l^2}}}} \right)}^2} + 2.k\dfrac{{{q^2}}}{{{{\left( {l\sin \alpha } \right)}^2}}}.k\dfrac{{{q^2}}}{{{l^2}}}.\sin \alpha } \\
 \Rightarrow {F_C} = \dfrac{{k{q^2}}}{{{l^2}}}\sqrt {\dfrac{{1 + {{\sin }^4}\alpha  + 2{{\sin }^3}\alpha }}{{{{\sin }^4}\alpha }}} 
\end{array}\)

Gia tốc điện tích A là:

\({a_A} = \dfrac{{{F_A}}}{m} = \dfrac{{k{q^2}}}{{m{{\sin }^2}\alpha {{\cos }^2}\alpha }}\)

Gia tốc điện tích B là:

\({a_B} = \dfrac{{{F_B}}}{m} = \dfrac{{k{q^2}}}{{m{l^2}}}\sqrt {\dfrac{{1 + {{\cos }^4}\alpha  + 2{{\cos }^3}\alpha }}{{{{\cos }^4}\alpha }}} \)

Gia tốc điện tích C là:

\({a_C} = \dfrac{{{F_C}}}{m} = \dfrac{{k{q^2}}}{{m{l^2}}}\sqrt {\dfrac{{1 + {{\sin }^4}\alpha  + 2{{\sin }^3}\alpha }}{{{{\sin }^4}\alpha }}} \)

Thảo luận

Bạn có biết?

Vật lý học (tiếng Anh:physics, từ tiếng Hi Lạp cổ: φύσις có nghĩa là kiến thức về tự nhiên) là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực.Vật lí học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ.

Nguồn : Wikipedia - Bách khoa toàn thư

Tâm sự 11

Lớp 11 - Năm thứ hai ở cấp trung học phổ thông, gần đến năm cuối cấp nên học tập là nhiệm vụ quan trọng nhất. Nghe nhiều đến định hướng sau này rồi học đại học. Ôi nhiều lúc thật là sợ, hoang mang nhưng các em hãy tự tin và tìm dần điều mà mình muốn là trong tương lai nhé!

Nguồn : ADMIN :))

Copyright © 2021 HOCTAP247