Два шарика, несущие на себе электрические заряды \nobreak{Q_1= +0,96\cdot 10^{-8}}Q 1 =+0,96⋅10 −8 Кл и \nobreak{Q_2= -32\cdot 10^{-10}}Q 2 =−32⋅10 −10 Кл, на короткое время привели в соприкосновение друг с другом. После соприкосновения заряд одного из них оказался равен q_1= +4,8\cdot 10^{-9}q 1 =+4,8⋅10 −9 Кл. Найди конечный заряд q_2q 2 другого шарика.
mg = ρ₂lSg/2 + ρ₁lSg/2 ρ₂ > ρ₁
m - масса плавающего тела
l - высота тела
S - площадь основания тела
ρ₁ - плотность верхнего слоя жидкости
ρ₂ - плотность нижнего слоя жидкости
Из этого условия можно получить выражение для массы тела
m = (lS/2)(ρ₁ + ρ₂).
Возвращающая сила связана с величиной смещения тела относительно границы раздела сред x следующим образом.
F = mg - ρ₂(l/2 - x)Sg - ρ₁(l/2+x)Sg
Вставив значения для m, раскрывая скобки, приводя подобные члены, пр-пр-пр... получаем в итоге:
F = -xS(ρ₂ - ρ₁)g = -kx где k = S(ρ₂ - ρ₁)g
Циклическая частота колебаний материальной точки массы m c возвращающей силой, связанной со смещением по закону
F = -kx
равна
ω = √(k/m).
Подставив сюда значения, полученные для m и k, получим:
ω = √(2g(ρ₂ - ρ₁)/(l(ρ₂ + ρ₁)))
Период свободных колебаний, соответственно T = 2π/ω
T = 2π√(l(ρ₂ + ρ₁))/(2g(ρ₂ - ρ₁)))