Cho hai điện tích điểm \({q_1} = 6\mu {\rm{C}}\) và \({q_2} = 54\mu {\rm{C}}\) đặt tại hai điểm A, B trong không khí cách nhau 6 cm. Sau đó người ta đặt một điện tích q₃ tại điểm C.

a) Xác định vị trí điểm C để điện tích q₃ nằm cân bằng.

b) Xác định dấu và độ lớn của q₃ để cả hệ cân bằng.

a) Do \({q_1}{q_2} > 0\), nên để q₃ cân bằng thì q₃ phải nằm trong đoạn AB.

Ta có: \({\overrightarrow F _3} = {\overrightarrow F _{13}} + {\overrightarrow F _{23}} = \vec 0\).

\( \Rightarrow {F_{13}} = {F_{23}} \Leftrightarrow k\frac{{\left| {{q_1}{q_3}} \right|}}{{A{C^2}}} = k\frac{{\left| {{q_2}{q_3}} \right|}}{{B{C^2}}} \Leftrightarrow \frac{6}{{A{C^2}}} = \frac{{54}}{{B{C^2}}} \Leftrightarrow 3AC - BC = 0.\)

Mà \(AC + BC = AB = 6{\rm{\;cm}} \Rightarrow AC = 1,5{\rm{\;cm}}\) và \(BC = 4,5{\rm{\;cm}}{\rm{.}}\)

Vậy điểm C cách điểm A và B lần lượt là 1,5 cm và 4,5 cm.

b) Vì \({q_1}{q_2} > 0\), nên lực tác dụng lên q₂ là lực đẩy. Vậy để hệ cân bằng thì \({q_3} < 0\).

\({F_{12}} = {F_{32}} \Leftrightarrow k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{A{B^2}}} = k\frac{{\left| {{q_2}{q_3}} \right|}}{{B{C^2}}} \Leftrightarrow \frac{{\left| {{q_1}} \right|}}{{A{B^2}}} = \frac{{\left| {{q_3}} \right|}}{{B{C^2}}}\)

\( \Rightarrow \left| {{q_3}} \right| = \left| {{q_1}} \right|\frac{{B{C^2}}}{{A{B^2}}} = 6 \cdot {\left( {\frac{{4,5}}{6}} \right)^2} = 3,375\mu {\rm{C}}\). Vậy điện tích của q₃ là \( - 3,375\mu {\rm{C}}\).