Khối lượng mỗi quả cầu bằng bao nhiêu g? Kết quả làm tròn đến hai chữ số có nghĩa.

 

Khối lượng mỗi quả cầu: \({m_1} = {m_2} = m\)

Mỗi quả cầu chịu tác dụng của 3 lực:

+ Lực đẩy Culông \(\overrightarrow {{F_C}} \)

+ Trọng lực \(\overrightarrow P \)

+ Lực căng dây \(\overrightarrow T \)

Điều kiện cân bằng của quả cầu

\(\overrightarrow {{F_C}} + \overrightarrow P + \overrightarrow T = \overrightarrow 0 \Leftrightarrow \overrightarrow {F'} + \overrightarrow T = \overrightarrow 0 \Leftrightarrow \overrightarrow {F'} = - \overrightarrow T \)

Từ hình vẽ, ta có:

\(\tan \alpha = \frac{{{F_C}}}{P} \Leftrightarrow P\tan \alpha = {F_C} \Leftrightarrow mg\tan {45^0} = k\frac{{{q^2}}}{{{r^2}}}\) (với\(r = \ell \sqrt 2 \))

\( \Leftrightarrow m = \frac{{k{q^2}}}{{2g{\ell ^2}}} = \frac{{{{9.10}^9}{{.16.10}^{ - 14}}}}{{2.10.0,{2^2}}} = {18.10^{ - 4}}kg = 1,{8.10^{ - 3}}kg = 1,8g\)