Bài 1.9 trang 5 Sách BT Vật Lý 11: Một hệ gồm ba điện tích dương q giống nhau và một điện tích Q nằm cân...

Một hệ gồm ba điện tích dương q giống nhau và một điện tích Q nằm cân bằng. Ba điện tích q nằm tại ba đỉnh của một tam giác đều. Xác định dấu, độ lớn (theo q) và vị trí của điện tích Q.

Trả lời:

Xét sự cân bằng của điện tích q nằm tại đỉnh C chẳng hạn của tam giác đều ABC cạnh a. Lực đẩy của mỗi điện tích q nằm ở A hoặc B tác dụng lên điện tích ở C :

(F = k{{{q^2}} over {{a^2}}})

Hợp lực của hai lực đẩy có phương nằm trên đường phân giác của góc C, chiều hướng ra, cường độ:

({F_d} = Fsqrt 3 = k{{{q^2}} over {{a^2}}}sqrt 3 )

Muốn điện tích tại c nằm cân bằng thì phải có một lực hút cân bằng với lực đẩy (Hình 1.3G)_. Như vậy điện tích Q phải trái dấu với q (Q phải là điện tích âm) và phải nằm trên đường phân giác của góc C. Tương tự, Q cũng phải nằm trên các đường phân giác của các góc A và B. Do đó, Q phải nằm tại trọng tâm của tam giác ABC.

Khoảng cách từ Q đến C sẽ là:

({F_d} = Fsqrt 3 = k{{{q^2}} over {{a^2}}}sqrt 3 )

 Cường độ của lực hút là:

({F_h} = k{{3q|Q|} over {{a^2}}}). Với  

(F_d^{} = {F_h} Rightarrow |Q| = {{sqrt 3 } over 3}q = 0,577q)

Vậy Q = – 0,577q.