- Шарик массой 10 г с зарядом 100 мкКл подвешен на тонкой нити длиной 50 см
- Условие задачи:
- Решение задачи:
- Ответ: 0,128 Н.
- Шарик массой 10 г и зарядом 10 в минус 6 степени Кл подвешен на нити в однородном электрическом поле напряженностью 1000 Н / Кл?
- На нити подвешен шарик массой m = 9, 8 г, которомусообщили заряд q = 1мкКл?
- Маленький шарик массой 0, 5г и зарядом 33, 4 нКл подвешен на нити?
- В однородном электрическом поле с напряженность E = 100 СГСЭ, линии которого составляют с вертикалью угол а = 30, висит на нити нарик массой 2г, имеющий заряд q = 10СГСЭ?
- Шарик массой 2 умножить на 10 в минут 3 степени килограммов подвешен на тонкой шёлковой нити имеет заряд 3 умножить на 10 в минус 7 кл?
- Маленький заряженный шарик массой m, подвешенный на лёгкой нерастяжимой непроводящей нити, помещают в горизонтальное однородное электрическое поле?
- Шарик массой 1г и зарядом 20 нКл подвешен на шелковой нити в воздухе?
- Металлический шарик массой 10г подвешен на длинной нити?
- Шарик массой 150 г подвешен на шелковой нити и имеет заряд 10нКл на расстоянии 30 см от нее снизу помещают другой шарик каким должен быть заряд этого шарика, чтобы сила натяжения нити уменьшилась вдво?
- Шарик массой 10 г и зарядом 1 мккл подвешен на нити в однородном электрическом поле
- Шарик массой 10 г и зарядом 1 мккл подвешен на нити в однородном электрическом поле
- Шарик массой 10 г и зарядом 1 мккл подвешен на нити в однородном электрическом поле
Шарик массой 10 г с зарядом 100 мкКл подвешен на тонкой нити длиной 50 см
Условие задачи:
Шарик массой 10 г с зарядом 100 мкКл подвешен на тонкой нити длиной 50 см в однородном электрическом поле напряженностью 100 В/м, силовые линии которого горизонтальны и направлены справа налево. Шарик отвели влево так, что он оказался на 40 см ниже точки подвеса нити, и отпустили. Найдите силу натяжения нити в момент прохождения шариком нижней точки траектории.
Задача №6.3.58 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
\(m=10\) г, \(q=100\) мкКл, \(l=50\) см, \(E=100\) В/м, \(\Delta h=40\) см, \(T-?\)
Решение задачи:
Центростремительное ускорение \(a_ц\) легко найти по формуле:
Здесь \(\upsilon\) – скорость шарика в нижней точке траектории, \(l\) – длина нити, которая в данном случае равна радиусу кривизны траектории движения шарика. Подставим (2) в (1), тогда получим следующее:
Теперь, чтобы найти скорость \(\upsilon\), необходимо применить закон сохранения энергии. Работа электрического поля \(A\) равна изменению полной механической энергии шарика. Если выбрать нуль потенциальной энергии на уровне нижней точки траектории шарика, то в конце он будет обладать только кинетической энергией, а в начале – потенциальной (несложно понять, что здесь шарик находится на высоте \(\left(l – \Delta h\right)\) от нижней точки – смотрите схему слева). Справедливо записать:
Давайте теперь разберёмся с работой электрического поля \(A\). Вообще, любая работа равна скалярному произведению вектора силы на вектор перемещения, и если вспомнить математику, то это скалярное произведение можно записать как произведение модулей (т.е. абсолютных величин) указанных векторов на косинус угла между ними. То есть:
\[A = \overrightarrow F \cdot \overrightarrow S = F \cdot S \cdot \cos \beta = – F \cdot S \cdot \cos \alpha \]
Здесь мы учли тот факт, что \(\alpha + \beta = 90^\circ\) и поэтому \(\cos \beta = – \cos \alpha\).
Произведение \(S \cdot \cos \alpha\) равно \(d\) – это прекрасно видно на схеме, поэтому:
Длину отрезка \(d\) можно найти из теоремы Пифагора:
Величину электрической силы \(F\) найдём как произведение напряжённости поля \(E\) на заряд шарика \(q\):
Подставим (6) и (7) в (5), тогда:
Полученное подставим в (4) и выразим \(\frac<
Выполним следующий трюк – запишем формулу (3) в следующем виде:
В эту формулу подставим выражение (8), имеем:
\[T = mg + \frac<2>
Проведём некоторые преобразования, чтобы получить окончательную формулу:
Произведём расчёт численного ответа:
Ответ: 0,128 Н.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Шарик массой 10 г и зарядом 10 в минус 6 степени Кл подвешен на нити в однородном электрическом поле напряженностью 1000 Н / Кл?
Шарик массой 10 г и зарядом 10 в минус 6 степени Кл подвешен на нити в однородном электрическом поле напряженностью 1000 Н / Кл.
Найдите максимально возможную величину силы натяжения нити.
$E$ = 1000 Н / Кл = 10³ Н / Кл
Представим себе шарик, висящий на нитке, прикрепленной к потолку.
Тогда, сила натяжения нити направлена вверх, то естьпо направлению к потолку.
Все три силы должны уравновешивать друг друга.
Значит, сила натяжения нити будет максимальна, если будет уравновешивать силу тяжести и силу со стороны электрического поля (для этого сила электрического поля акже должна быть направлена вниз) :
Осталось только вспомнить, как определяются эти силы и получить численное значение.
Можно округлить до 0.
На нити подвешен шарик массой m = 9, 8 г, которомусообщили заряд q = 1мкКл?
На нити подвешен шарик массой m = 9, 8 г, которомусообщили заряд q = 1мкКл.
Когда к нему поднесли снизу заряженный таким же зарядом шарик, сила натяжения нити уменьшилась в четыре раза.
Определить расстояние между центрами шариков.
Маленький шарик массой 0, 5г и зарядом 33, 4 нКл подвешен на нити?
Маленький шарик массой 0, 5г и зарядом 33, 4 нКл подвешен на нити.
Какой заряд надо поднести к нему снизу на 10 см, чтобы сила натяжения нити уменьшилась вдвое?
В однородном электрическом поле с напряженность E = 100 СГСЭ, линии которого составляют с вертикалью угол а = 30, висит на нити нарик массой 2г, имеющий заряд q = 10СГСЭ?
В однородном электрическом поле с напряженность E = 100 СГСЭ, линии которого составляют с вертикалью угол а = 30, висит на нити нарик массой 2г, имеющий заряд q = 10СГСЭ.
Определите силу натяжения нити.
Найдите максимально возможную величину силы натяжения нити.
Шарик массой 2 умножить на 10 в минут 3 степени килограммов подвешен на тонкой шёлковой нити имеет заряд 3 умножить на 10 в минус 7 кл?
Шарик массой 2 умножить на 10 в минут 3 степени килограммов подвешен на тонкой шёлковой нити имеет заряд 3 умножить на 10 в минус 7 кл.
На каком расстоянии снизу поднести другой шарик с зарядом 5 умнгжить на 10 в минус 7 кл, чтобы натяжение нити уменьшилось в два раза.
Маленький заряженный шарик массой m, подвешенный на лёгкой нерастяжимой непроводящей нити, помещают в горизонтальное однородное электрическое поле?
Маленький заряженный шарик массой m, подвешенный на лёгкой нерастяжимой непроводящей нити, помещают в горизонтальное однородное электрическое поле.
Нить отклоняется от вертикали на некоторый угол.
При каком минимальном значении напряжённости электрического поля нить порвётся, если известно, что она выдерживает максимальную силу натяжения Тмакс = 2mg.
При решении с меня Вам «Лучший ответ» гарантирован.
Шарик массой 1г и зарядом 20 нКл подвешен на шелковой нити в воздухе?
Шарик массой 1г и зарядом 20 нКл подвешен на шелковой нити в воздухе.
Если поместить снизу шарик заряженным таким же по модулю зарядом, сила натяжения нити увеличится в 3 раза.
Определите расстояние между центрами шариков.
Определите заряд шарика.
Металлический шарик массой 10г подвешен на длинной нити?
Металлический шарик массой 10г подвешен на длинной нити.
В однородном горизонтальном электрическом поле напряжённостью 10 кВ / м нить подвеса образует с вертикалью 30(градус).
Определить заряд шарика.
Шарик массой 150 г подвешен на шелковой нити и имеет заряд 10нКл на расстоянии 30 см от нее снизу помещают другой шарик каким должен быть заряд этого шарика, чтобы сила натяжения нити уменьшилась вдво?
Шарик массой 150 г подвешен на шелковой нити и имеет заряд 10нКл на расстоянии 30 см от нее снизу помещают другой шарик каким должен быть заряд этого шарика, чтобы сила натяжения нити уменьшилась вдвое.
Шарик массой 10 г и зарядом 1 мккл подвешен на нити в однородном электрическом поле
Положительно заряженный шар массой 
и зарядом 
подвешен на тонкой нерастяжимой нити длиной 
в однородном электрическом поле с напряженностью 
направленной вниз. Шар совершает круговые движения в горизонтальной плоскости, при этом нить составляет угол 
с вертикалью. Нарисуйте все силы, действующие на шар, и найдите частоту его обращения.
На шар действуют силы тяжести, сила электрического поля и сила натяжения нити. Так как q > 0, сила электрического поля сонаправлена с вектором напряжённости.
Направим оси в отдельно взятый момент вращения как показано на рисунке. Шар движется по окружности, поэтому аτ = 0, 
Запишем второй закон Ньютона для шара:
В проекции на ось Ox: 
(1).
В проекции на ось Oy: 
(2).
Из (2) выразим T и подставим в (1):
Частота обращения равна
Ответ: 
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3 | |||||||||||||
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 2 | |||||||||||||
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. Шарик массой 10 г и зарядом 1 мккл подвешен на нити в однородном электрическом полеМаленький шарик массой m с зарядом q = 5 нКл, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной l = 0,8 м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле Систему отсчёта, связанную с Землёй, будем считать инерциальной. На шарик действуют вертикальная сила тяжести По теореме об изменении кинетической энергии материальной точки в ИСО, Силы Выберем траекторию перехода в виде двух последовательных шагов: сначала из исходного положения вверх на расстояние h, затем по горизонтали на расстояние b в конечное положение. На этой траектории сумма работ силы тяжести и силы со стороны электрического поля:
где В результате получаем:
Ответ:
|
с модулем напряжённости поля 
(см. рисунок). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол α = 30°, модуль скорости шарика v = 0,9 м/с. Чему равна масса шарика m? Сопротивлением воздуха пренебречь.
горизонтальная сила со стороны электрического поля 
и вдоль нити сила её натяжения 
(см. рисунок).
Работа силы 
и 
с модулем напряжённости поля E = 6 · 10 5 В/м (см. рисунок). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол 
модуль скорости шарика υ = 0,8 м/с. Чему равен заряд шарика q? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Работа электростатического поля равна Aэ = Eqd, где перемещение тела в электростатическом поле равно 
С учетом, что начальная скорость шарика равнялась 0, получаем
