2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Состояние тела
Сообщение11.10.2013, 15:16 


11/10/13
1
Два маленьких одинакових шарика с зарядами -0,015 мкКл, +0,025 мкКл дотронулись и разошлись на 5 см.. Опредилите, какой стала сила взаемодействия между шариками.

 Профиль  
                  
 
 Re: Состояние тела
Сообщение11.10.2013, 15:27 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


13/08/08
14495
Всё это дело в керосине происходит? Тогда будьте внимательнее с плотностью и диэлектрической проницаемостью. Вообще-то ничего олимпиадного в задаче нет, просто нагромождение из законов Архимеда, Кулона и Гука.
Первым делом определим размеры шариков из условия, что они свободно плавают внутри керосина. То есть вес шарика равен весу вытесненной жидкости.

$g\rho_m\cdot\left(\dfrac43\pi R^3-\dfrac43\pi(R-h)^3\right)=g\rho_k\cdot\dfrac43\pi R^3$ (массой полости пренебрегаем)

$R^3-(R-h)^3=\dfrac {\rho_k}{\rho_m}\cdot R^3$

$1-\left(1-\dfrac hR\right)^3 =\dfrac {\rho_k}{\rho_m}$

$\left(\dfrac hR\right) =\sqrt [3]{\dfrac {\rho_k}{\rho_m}-1}+1\approx \dfrac {\rho_k}{3\rho_m}$, так как плотность меди больше плотности керосина в 12 раз.

$R=\dfrac {3\rho_m}{\rho_k}\cdot h$

Итак, если толщина стенок $1$ мм, то радиус свободно плавающего полого медного шарика будет примерно $3.6$ см.

Вот тут теперь надо сообразить, на каком расстоянии будут заряды, которые, вероятно, соберутся на противоположных участках поверхности. То есть к расстоянию $5$ см (длина резинки) надо добавить ещё $14.4$ см. Тут я сомневаюсь что-то. Но приближённо сойдёт, наверное, и уже можно закон Кулона применять и находить силу взаимодействия шариков. Ну а потом по закону Гука найти удлинение резинки и её первоначальную длину. Это уж я не буду расписывать, а то боюсь, что с заряженным пятном глупость написал. Если предположить, что заряды расположены равномерно на поверхности шариков, то к длине резинки прибавляем два радиуса.

В общем, салат оливье :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Состояние тела
Сообщение11.10.2013, 21:39 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
12519
gris, по-моему их просто "столкнули" и "развели". По построению, так сказать. При чём тут керосин?! :shock:

 Профиль  
                  
 
 Re: Состояние тела
Сообщение12.10.2013, 13:50 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/09
7068
А причём тут резинка и закон Гука?

 Профиль  
                  
 
 Re: Состояние тела
Сообщение12.10.2013, 15:34 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


13/08/08
14495
Выходит, я оказался в дураках, а ТС и след простыл :cry: .
Просто задача в её исконном виде звучит так: два одинаковых полых медных шарика с толщиной стенок 1 мм, изначально заряженных так-то, соединили резинкой с коэффициентом жёсткости таким-то, опустили в керосин, где они плавают, полностью погружённые, с резинкой, растянутой до 5 см. Определить начальную длину резинки.
В общем-то, дурацкая задача. Меня просто заинтересовал вопрос о распределении зарядов на одинаково заряженных металлических сферах, расположенных на расстояниях одного порядка с их радиусами. Можно ли там применять закон Кулона, как для точечных зарядов, сосредоточенных в центрах?

 Профиль  
                  
 
 Re: Состояние тела
Сообщение13.10.2013, 00:30 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
12519
gris в сообщении #774153 писал(а):
Просто задача в её исконном виде звучит так: два одинаковых полых медных шарика с толщиной стенок 1 мм, изначально заряженных так-то, соединили резинкой с коэффициентом жёсткости таким-то, опустили в керосин, где они плавают, полностью погружённые, с резинкой, растянутой до 5 см. Определить начальную длину резинки.

Вообще-то, так:
VzrivPaket в сообщении #773796 писал(а):
Два маленьких одинакових шарика с зарядами -0,015 мкКл, +0,025 мкКл дотронулись и разошлись на 5 см.. Опредилите, какой стала сила взаемодействия между шариками.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 6 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group