1. Electric Charges and Fields
hard

दो समान टेनिस बॉलों को, जिनमें प्रत्येक का द्रव्यमान $'m'$ और आवेश $'q'$ है को $'l'$ लम्बाई के धागों के साथ एक स्थिर बिन्दु से लटकाया गया है। यदि प्रत्येक धागा, ऊर्ध्वाधर से छोटा कोण $'\theta'$ बनाए तो साम्यावस्था में धागों के बीच पथकन का मान होगा।

A

${x}=\left(\frac{{q}^{2} l}{2 \pi \varepsilon_{0} {mg}}\right)^{1 / 2}$

B

${x}=\left(\frac{{q}^{2} l^{2}}{2 \pi \varepsilon_{0} {m}^{2} {g}^{2}}\right)^{1 / 3}$

C

${x}=\left(\frac{{q}^{2} l}{2 \pi \varepsilon_{0} {mg}}\right)^{1 / 3}$

D

${x}=\left(\frac{{q}^{2} l^{2}}{2 \pi \varepsilon_{0} {m}^{2} {g}}\right)^{1 / 3}$

(JEE MAIN-2021)

Solution

$T \cos \theta= mg$

$T \sin \theta=\frac{ kq ^{2}}{ x ^{2}}$

$\tan \theta=\frac{k q^{2}}{x^{2} m g}$

as $\tan \theta \approx \sin \theta \approx \frac{x}{2 L}$

$\frac{ x }{2 L }=\frac{ Kq ^{2}}{ x ^{2} mg }$

$x=\left(\frac{q^{2} L}{2 \pi \varepsilon_{0} m g}\right)^{1 / 3}$

Standard 12
Physics

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