latex/problems/Serway_and_Jewett_8/problem24.41.tex

   1 \begin{problem*}{24.41}
   2 Two identical conducting spheres each having a radius of $0.500\U{cm}$
   3 are connected by a light, $2.00\U{m}$ long conducting wire.  A charge
   4 of $60.0\U{$\mu$C}$ is placed on one of the conductors.  Assume the
   5 surface distribution of charge on each sphere is uniform.  Determine
   6 the tension in the wire.
   7 \end{problem*}
   8
   9 \begin{solution}
  10 There will be $Q/2$ on each of the conductors, which we are supposed
  11 to assume is distributed evenly along the surface.  So from the
  12 outside each sphere will look like a point charge $Q/2$ located at the
  13 sphere center.  The distance between the sphere centers is
  14 $R+L+R=L+2R$, so
  15 \begin{equation}
  16   F = \frac{k\cdot\frac{Q}{2}\cdot\frac{Q}{2}}{(L+2R)^2}
  17     = \frac{kQ^2}{4(L+2R)^2}
  18     = \ans{2.00\U{N}}
  19 \end{equation}
  20 \end{solution}