Trong không khí hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng 0,3g được treo vào một điểm bằng hai sợi dây nhẹ cách điện có độ dài bằng nhau. Cho hai quả cầu

Trong không khí hai quả cầu nhỏ cùng khối lượng 0,3g được treo vào một điểm bằng hai sợi dây nhẹ cách điện có độ dài bằng nhau. Cho hai quả cầu nhiễm điện thì chúng đẩy nhau. Khi hai quả cầu cân bằng, hai dây treo hợp với nhau một góc 60$^{0}$. Lấy g = 10 m/s$^{2}$. Tính độ lớn lực tương tác tĩnh điện giữa hai quả cầu
A \(5,{2.10^{ - 3}}N\)
B \(1,{73.10^{ - 3}}N\)
C \(3,{46.10^{ - 3}}N\)
D \(2,{68.10^{ - 3}}N\)

Chọn đáp án: B
Phương pháp giải:
Điều kiện cân bằng: \(\overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + \overrightarrow {{F_3}} + ... + \overrightarrow {{F_n}} = 0\)
Phân tích các lực tác dụng vào vật trên hình vẽ và sử dụng các kiến thức hình học.
Hướng dẫn
Phân tích các lực tác dụng lên quả cầu:
Khi quả cầu cân bằng thì: \(\overrightarrow P + \overrightarrow T + \overrightarrow {{F_d}} = 0\)
Đặt \(\overrightarrow {T'} = \overrightarrow P + \overrightarrow {{F_d}} \Rightarrow \overrightarrow {T'} + \overrightarrow T = 0 \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {T'} \, \uparrow \downarrow \overrightarrow T \\T' = T\end{array} \right.\)
Hai dây treo hợp với nhau một góc 60$^{0}$\( \Rightarrow \alpha = {30^0}\)
Từ hình vẽ ta có:
\(\begin{array}{l}\tan \alpha = \frac{{{F_d}}}{P} \Rightarrow {F_d} = P.\tan \alpha = mg.\tan \alpha \\ \Rightarrow {F_d} = 0,{3.10^{ - 3}}.10.\tan 30 = 1,{73.10^{ - 3}}N\end{array}\)
Chọn B.