Одинаковые шарики подвешенные на закрепленных в одной точке нитях равной длины, зарядили одинаковыми одноименными зарядами. Шарики оттолкнулись, и угол между нитями стал равен 60 градусов. После погружения шарика в жидкий диэлектрик угол между нитями уменьшился до 50 градусов. Найти диэлектрическую проницаемость среды. Выталкивающей силой пренебречь.
Мы говорим, что сила Кулона меняться не будет за счет изменениями проницаемости среды и расстоянием между зарядами.
т. Е.
\( F_1 =F_2 \)
\( F_1=k\frac{q^2}{l_1^2} \)
т. К. Электро проницаемость вакуума равна 1, мы ее не пишем.
Опустив в диэлектрик мы увидели, что формула силы Кулона меняется следующим образом:
\( F_2=k\frac{q^2}{\epsilon l_2^2}\)
где расстояние между проводниками мы найдем следующим образом (из теоремы косинусов):
\(l_2^2=l_1^2+l_1^2-2l_1^2cos50^0=2l_1^2(1-cos50^0) \)
подставляем полученные значения и получаем следующее уравнение:
\( k\frac{q^2}{l_1^2}=k\frac{q^2}{\epsilon2l_1^2(1-cos50^0)} \)
выражаем отсюда искомую величину:
\( \epsilon=\frac{1}{2(1-cos50^0)} \)
Подставляем значения и находим искомую величину:
\( \epsilon=1,4 \)
ПОХОЖИЕ ЗАДАНИЯ: