Trong không khí hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng 0,2g được treo vào một điểm bằng hai sợi dây nhẹ cách điện có độ dài bằng nhau. Cho hai quả cầu nhiễm điện thì chúng đẩy nhau. Khi hai quả cầu cân bằng, hai dây treo hợp với nhau một góc 400. Lấy g = 10 m/s2. Tính độ lớn lực căng dây tác dụng lên mỗi quả cầu?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiPhân tích các lực tác dụng lên quả cầu:
.PNG)
Khi quả cầu cân bằng thì: \( \vec P + \vec T + \overrightarrow {{F_d}} = 0\)
Đặt \(\overrightarrow {T'} = \vec P + \overrightarrow {{F_d}} \to \overrightarrow {T'} + \overrightarrow T = 0 \to \left\{ \begin{array}{l} \overrightarrow {T'} \uparrow \downarrow \overrightarrow T \\ T' = T \end{array} \right.\)
Hai dây treo hợp với nhau một góc 400 ⇒ α=200
Từ hình vẽ ta có:
\(\begin{array}{*{20}{l}} {\tan \alpha = \frac{{{F_d}}}{P} \Rightarrow {F_d} = P.\tan \alpha = mg.\tan \alpha }\\ { \Rightarrow {F_d} = {{0,2.10}^{ - 3}}.10.\tan 20 = {{7,23.10}^{ - 4}}N} \end{array}\)
Ta có: T=T′
Từ hình vẽ ta có:
\( T' = \frac{P}{{\cos \alpha }} = \frac{{{{0,2.10}^{ - 3}}.10}}{{\cos 20}} = {2,13.10^{ - 3}}N\)
Vậy lực căng dây: \( T = {2,13.10^{ - 3}}N\)
Đáp án cần chọn là: D
