این سوال مربوط به فیزیک یازدهم تجربی است. در این سوال، دو کره به صورت عمودی بر روی یکدیگر در تعادل قرار دارند و نیروی الکتریکی بین آنها محاسبه میشود.
### راه حل:
1. **توضیح نیروها:**
- نیروی گرانش بر کره B: \( F_{\text{gravity}} = m_B \cdot g \)
- نیروی الکتریکی: \( F_{\text{electric}} = \frac{k \cdot q_A \cdot q_B}{h^2} \)
2. **شرط تعادل:**
- برای اینکه دو کره در حالت تعادل باشند، نیروی گرانش و نیروی الکتریکی باید برابر باشند.
\[
m_B \cdot g = \frac{k \cdot q_A \cdot q_B}{h^2}
\]
3. **پارامترهای مسئله:**
- \( m_B = 20 \, \text{mg} = 20 \times 10^{-3} \, \text{kg} \)
- \( q_A = 4 \, \mu\text{C} = 4 \times 10^{-6} \, \text{C} \)
- \( q_B = 5 \, \mu\text{C} = 5 \times 10^{-6} \, \text{C} \)
- \( g = 9.8 \, \text{m/s}^2 \)
- \( k = 9 \times 10^9 \, \text{Nm}^2/\text{C}^2 \)
4. **محاسبه h:**
\[
20 \times 10^{-3} \cdot 9.8 = \frac{9 \times 10^9 \times 4 \times 10^{-6} \times 5 \times 10^{-6}}{h^2}
\]
\[
196 \times 10^{-3} = \frac{180 \times 10^{-3}}{h^2}
\]
\[
h^2 = \frac{180 \times 10^{-3}}{196 \times 10^{-3}}
\]
\[
h^2 = \frac{180}{196}
\]
\[
h = \sqrt{\frac{180}{196}}
\]
\[
h \approx \sqrt{0.918}
\]
\[
h \approx 0.958 \, \text{m}
\]
بنابراین، ارتفاع \( h \) تقریباً برابر با 0.95 متر است.