带电小球与弹簧的物理题A,B,C三个带正电量q的小球分别用两完全一样的绝缘轻弹簧（劲度系数为k0）相连（即排成一排,A-B-C这样）,放在光滑水平面上,此时弹簧长为L,求弹簧原长是多少?

分类: 作业答案 • 2022-07-26 00:02:21

问题描述：

带电小球与弹簧的物理题
A,B,C三个带正电量q的小球分别用两完全一样的绝缘轻弹簧（劲度系数为k0）相连（即排成一排,A-B-C这样）,放在光滑水平面上,此时弹簧长为L,求弹簧原长是多少?

答

设弹簧原长为L0
由于系统对称,所以只需要分析A球即可
A受到两个电荷的库伦排斥力,为kq^2/L^2+kq^2/4L^2=5kq^2/4L^2
与库伦力平衡的是A受到的弹力为：k0(L-L0)
即有5kq^2/4L^2=k0(L-L0）
解得：L0=L-5kq^2/(4k0*L^2)