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매달린 대전된 물체에 작용하는 힘, 전하량 계산

작성자 Uploader : simplelife 작성일 Upload Date: 2017-10-13변경일 Update Date: 2017-10-13조회수 View : 1069

Type1 Type2
그림과 같이 질량 m (kg)인 대전된 두 물체가 각 θ(도, deg)로 벌어져 있는 경우에, 추의 벌어진 각도와 추의 길이를 이용하여 수평방향으로 작용하는 힘 Fe 와 대전된 전하량 q 를 구할 수 있다.

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추의 중력 방향 힘 Fg = m*g 이므로, 수평방향 힘 Fv 는 다음과 같다. (g : 중력가속도)


두 물체 사이에 작용하는 전기력 Fe는 다음과 같다.

Fe = K*q^2/r^2

여기서, K : 상수(9*10^9 N-m^2/C^2), r : 두 물체사이의 거리(m)

r은 다음과 같이 계산할 수 있다.


두 물체 사이에 작용하는 전기력 Fe와 Fv는 같으므로,

K*q^2/r^2 = m*g*tan(θ/2) 이고, q는 다음식으로 계산할 수 있다.


이 때, 줄에 걸리는 장력 T 는 다음과 같다.



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