Условие задачи
Точечный заряд q = –1 нКл массой m = 1 г, подвешенный в поле силы тяжести на невесомой нерастяжимой нити длиной l = 50 см, вращается в горизонтальной плоскости (рис. 2) по окружности радиусом r. Точка A подвеса нити находится на вертикальном бесконечно длинном стержне, равномерно заряженном с линейной плотностью заряда λ. Найти частоту n вращения заряда вокруг стержня. Ускорение свободного падения g = 9,81 м/c2, электрическая постоянная ε0 = 8,85·10-12 Ф/м.
Ответ
Окружим стержень цилиндром радиуса R, и в силу его бесконечно большой длины и симметрии электрическое поле направлено радиально и зависит только от расстояния R до стержня; поток через
боковые грани равен нулю. По теореме Гаусса: