Правка разделов «Условие», «Решение»

astrosander правка от
правка #12279 предыдущая #11429 ← раньше позже →
@@ -1,11 +1,27 @@
### Условие:
$6.1.16^*.$ Семь одинаковых зарядов $q$ связаны друг с другом одинаковыми упругими нитями так, как показано на рисунке. Расстояние между ближайшими зарядами $l$. Определите силу натяжения каждой нити.
−![|455x345, 67%](../../img/6.1.16/statement.png)
+![К задаче $6.1.16^*.$|455x345, 35%](../../img/6.1.16/statement.png)
### Решение:
−В данной задаче многоуважаемый Оливер Яковлевич Савченко ввиду своей невнимательности забыл указать, что заряды образуют правильные треугольники. Значит, растяжения нитей одинаковы, а значит одинаковы и силы упругости, с которыми они действуют на заряды. Обозначим $\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q^2}{l^2}=F_0$ и распишем проекции сил, действующих на заряд при вершине шестиугольника, на ось главной диагонали (1. центральный заряд, 2.соседние по ребру 3. 2 заряды, смежные с самым дальним, 4. самый дальний): $T+2T \cdot \cos{60^{\circ}}=(1)F_0+(2)2F_0 \cdot \cos{60^{\circ}}+$$(3)2\frac{F_0}{(2\frac{\sqrt{3}}{2})^2} \cdot \cos{30^{\circ}}+(4)\frac{F_0}{2^2}$ $2T=2F_0+F_0/\sqrt{3}+F_0/4$ $T=\frac{9\sqrt{3}+4}{8\sqrt{3}}F_0=\frac{9\sqrt{3}+4}{8\sqrt{3}}\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q^2}{l^2}$
+В данной задаче многоуважаемый Оливер Яковлевич Савченко ввиду своей невнимательности забыл указать, что заряды образуют правильные треугольники. Значит, растяжения нитей одинаковы, а значит одинаковы и силы упругости, с которыми они действуют на заряды. Обозначим
+
+$$F_0 = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q^2}{l^2}\tag{1}$$
+
+и распишем проекции сил, действующих на заряд при вершине шестиугольника, на ось главной диагонали (1. $\color{blue}{\text{центральный заряд}}$, 2. $\color{green}{\text{соседние по ребру}}$, 3. $\color{orange}{\text{2 заряды, смежные с самым дальним}}$, 4. $\color{purple}{\text{самый дальний}}$):
+
+$$
+T + 2T \cdot \cos{60^\circ} = \color{blue}{F_0} + \color{green}{2F_0 \cdot \cos{60^\circ}} + \color{orange}{2\frac{F_0}{(2\frac{\sqrt{3}}{2})^2} \cdot \cos{30^\circ}} + \color{purple}{\frac{F_0}{2^2}}\tag{2}
+$$
+
+$$
+2T = \color{blue}{2F_0} + \color{green}{\frac{F_0}{\sqrt{3}}} + \color{purple}{\frac{F_0}{4}}\tag{3}
+$$
+
+$$
+T=\frac{9\sqrt{3}+4}{8\sqrt{3}}F_0=\frac{9\sqrt{3}+4}{8\sqrt{3}}\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q^2}{l^2}\tag{4}
+$$
### Ответ: $\frac{9\sqrt{3}+4}{8\sqrt{3}}\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\frac{q^2}{l^2}$