الفيزياء العامة الجزء الثاني#موقع الفيزياء.كوم

Lectures in General Physics
Example 3.8
A charged cord ball of mass 1g is suspended
on a light string in the presence of a uniform
electric field as in figure 3.13. When
E=(3i+5j) ×10 5 N/C, the ball is in equilibrium
at θ=37 o . Find (a) the charge on the ball and
(b) the tension in the string.
E
q
Solution
Figure 3.13
حيث أن الكرة
مشحونة بشحنة موجبة فإن القوة الكهربية
المؤثرة على الكرة المشحونة في اتجاه المجال الكهربي.‏
E
كما أن الكرة المشحونة في حالة اتزان فإن محصلة القوى
المؤثرة على الكرة ستكون صفر.‏ بتطبيق قانون نيوتن الثاني
.y
على مركبات x
و
∑F=ma
T
q
qE
E x = 3×10 5 N/C E y = 5j×10 5 N/C
∑F = T+qE+F g = 0
∑F x = qE x – T sin 37 = 0 (1)
∑F y = qE y + T cos 37 - mg= 0 (2)
Substitute T from equation (1) into equation (2)
q =
⎛
⎜ E
⎝
y
−3
mg (1 × 10 )(9.8)
=
Ex
⎞ ⎛ 3 ⎞
+ ⎟ ⎜5
+ ⎟ × 10
tan 37 ⎠ ⎝ tan 37 ⎠
5
= 1.09 × 10
To find the tension we substitute for q in equation (1)
qEx
T = = 5.44×
10
sin 37
−3
N
−8
C
mg
Dr. Hazem Falah Sakeek