Hai quả cầu dẫn điện giống hệt nhau được tích điện +2Q và −Q
101/235
Hai quả cầu dẫn điện giống hệt nhau được tích điện +2Q và −Q tương ứng và cách nhau một khoảng d (lớn hơn nhiều so với bán kính của các hình cầu) như hình trên. Độ lớn lực hấp dẫn lên quả cầu bên trái là F1. Sau khi cho hai quả cầu chạm nhau rồi lại cách nhau một khoảng d thì độ lớn của lực tác dụng lên quả cầu bên trái là F2. Mối quan hệ nào sau đây là đúng?
2F1 = F2
F1 = F2
F1 = 2F2
F1 = 8F2
Đáp án đúng là D
Phương pháp giải
Áp dụng lí thuyết về điện tích.
Áp dụng công thức định luật Coulomb.
Lời giải
Sau tương tác điện tích được phân bố lại trên mỗi quả cầu: \({Q^\prime } = \frac{{2Q - Q}}{2} = \frac{Q}{2}\)
Lực hấp dẫn: \({F_1} = k\frac{{|2Q.( - Q)|}}{{{d^2}}} = k\frac{{2{Q^2}}}{{{d^2}}}\,\,(1)\)
Lực tác dụng \({F_2}\) sau đó là: \({F_2} = k\frac{{\left| {\frac{Q}{2}.\frac{Q}{2}} \right|}}{{{d^2}}} = k\frac{{{Q^2}}}{{4{d^2}}}\,\,(2)\)
Từ (1) và (2) ta có: \({F_1} = 8{F_2}\)