2017-04-30
Вокруг неподвижного точечного заряда $q_{0} = + 10^{9} Кл$ равномерно вращается под действием кулоновской силы маленький шарик, заряженный отрицательно. Чему равно отношение его заряда к массе (удельный заряд), если радиус орбиты $R = 2 см$, а угловая скорость вращения $\omega = 3 с^{-1}$?
Решение:
На вращающийся шарик с зарядом $q < 0$ и массой $m$ действует со стороны заряда $q_{0}$ сила притяжения $K_{K} = k \frac{|q_{0}||q|}{R^{2}}$. Эта сила сообщает шарику центростремительное ускорение $a_{n} = \omega^{2} R$. По второму закону Ньютона:
$F_{K} = ma_{n} \Rightarrow k \frac{|q_{0}||q|}{R^{2}} = m \omega^{2} R \Rightarrow \frac{|q|}{m} = \frac{ \omega^{2} R^{3}}{k |q_{0}|} = 8 \cdot 10^{-6} Кл/кг$.