шарик массой 10 г и зарядом 1 мккл подвешен на нити в однородном электрическом поле

Содержание
  1. Шарик массой 10 г с зарядом 100 мкКл подвешен на тонкой нити длиной 50 см
  2. Условие задачи:
  3. Решение задачи:
  4. Ответ: 0,128 Н.
  5. Шарик массой 10 г и зарядом 10 в минус 6 степени Кл подвешен на нити в однородном электрическом поле напряженностью 1000 Н / Кл?
  6. На нити подвешен шарик массой m = 9, 8 г, которомусообщили заряд q = 1мкКл?
  7. Маленький шарик массой 0, 5г и зарядом 33, 4 нКл подвешен на нити?
  8. 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?
  9. 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?
  10. Маленький заряженный шарик массой m, подвешенный на лёгкой нерастяжимой непроводящей нити, помещают в горизонтальное однородное электрическое поле?
  11. Шарик массой 1г и зарядом 20 нКл подвешен на шелковой нити в воздухе?
  12. Металлический шарик массой 10г подвешен на длинной нити?
  13. 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?
  14. Шарик массой 10 г и зарядом 1 мккл подвешен на нити в однородном электрическом поле
  15. Шарик массой 10 г и зарядом 1 мккл подвешен на нити в однородном электрическом поле
  16. 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 \(\frac<>><2>\) – для чего, Вы узнаете позже:

Выполним следующий трюк – запишем формулу (3) в следующем виде:

В эту формулу подставим выражение (8), имеем:

\[T = mg + \frac<2> \cdot \left( \right) – Eq\sqrt <– \Delta > > \right)\]

Проведём некоторые преобразования, чтобы получить окончательную формулу:

Читайте также:  нужна ли ветрозащита при утеплении минватой пола

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.

Источник

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.

f0

$E$ = 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.

f5

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.

f4

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?

f8

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.

f9

Найдите максимально возможную величину силы натяжения нити.

f4

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.

f2

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.

f9

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.

f7

Определите заряд шарика.

f3

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.

f7

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.

Источник

Шарик массой 10 г и зарядом 1 мккл подвешен на нити в однородном электрическом поле

Положительно заряженный шар массой 6f8f57715090da2632453988d9a1501bи зарядом 7694f4a66316e53c8cdd9d9954bd611dподвешен на тонкой нерастяжимой нити длиной 2db95e8e1a9267b7a1188556b2013b33в однородном электрическом поле с напряженностью 5c4dfa8517c7b1deab1022c2e603413eнаправленной вниз. Шар совершает круговые движения в горизонтальной плоскости, при этом нить составляет угол 7b7f9dbfea05c83784f8b85149852f08с вертикалью. Нарисуйте все силы, действующие на шар, и найдите частоту его обращения.

Читайте также:  белая комната клаустрофобия квест

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, b44e2d952fda11c831e701d6da2a6d38Запишем второй закон Ньютона для шара:

681d17caf273486ae8b0dd2c0cf1d165

В проекции на ось Ox: 644b976060301f17d94354307a8b9d3d(1).

В проекции на ось Oy: 4a0ae0118cdf5874d62e6fae83625caf(2).

Из (2) выразим T и подставим в (1):

82643600cac4da700b25694f04f84f93

Частота обращения равна

f0fc68933a3d1d16809b5bdd7d28a940

0a143d64fa112a59fbdf02727359dbbc

Ответ: 72c4e9c7f42eb2a327e0c240abea5d34

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.

Источник

Шарик массой 10 г и зарядом 1 мккл подвешен на нити в однородном электрическом поле

Маленький 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 52b2f97e120a3bbb8f701d2f6b3dbedfс модулем напряжённости поля 9041be457366a46082adf5a84f2bba3a(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.

Систему отсчёта, связанную с Землёй, будем считать инерциальной. На шарик действуют вертикальная сила тяжести d0bff9a6655893a501d43151450b7fb2горизонтальная сила со стороны электрического поля 64ab5333b4c395b41720e55600273425и вдоль нити сила её натяжения 67ce8985f527ed5662b5a01a22715646(см. рисунок).

По теореме об изменении кинетической энергии материальной точки в ИСО, 236afdfb4bf72cf3599266873a0f0048Работа силы 67ce8985f527ed5662b5a01a22715646равна нулю, так как эта сила в любой момент времени перпендикулярна скорости шарика.

Силы 2275dbb644bc96fc2fbfa99f59cfeb0bи 64ab5333b4c395b41720e55600273425потенциальны, поэтому их работа при переходе из начальной точки в конечную не зависит от выбора траектории.

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:

11d50eb44096e5b8c867dfaecc01366f

где ee73b77ce8f1f07ec46e374de201e2559fe3fa7b5d5da21a0ac2233e66484681

В результате получаем:

4d974bbdf41551ea09a0a4d61bedea54

8bc319a15a2444ae4ab2e9a3d294be13

Ответ: a991aa6a5e5c57eb0a32c9312a5af2a5

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 (в данном случае: закон изменения механической энергии материальной точки, формулы для работы силы тяжести и работы однородного электрического поля при перемещении заряженного тела);

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 случаев.

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.

Источник

Шарик массой 10 г и зарядом 1 мккл подвешен на нити в однородном электрическом поле

Маленький шарик массой m = 1 г с зарядом q > 0, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной l = 0,8 м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле 952bb19c5446500fe56a5dc761a4da1fс 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 c0caf5e6cbdf21fba0ba45a3e1bfd066модуль скорости шарика υ = 0,8 м/с. Чему равен заряд шарика q? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Так как по условию задачи сопротивлением воздуха можно пренебречь, можно применить теорему о кинетической энергии: 383e27c1abdf25b303c79fc3e94591fcРабота электростатического поля равна Aэ = Eqd, где перемещение тела в электростатическом поле равно cd56c3391981ed57732d3bc587167ee0

Работа силы тяжести равна Aтяж = −mgh, при этом тело поднялось на высоту 7d08d1c1cae848d901091b3446022e8bС учетом, что начальная скорость шарика равнялась 0, получаем

14e1e7b829adb1a5dde2ed5643c9b4ce

Находим заряд шарика

c57059a550d902486e65ac649564e571

Критерии оценивания выполнения задания Баллы
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом: (в данном случае: принцип суперпозиции сил, закон Ома, формулы сопротивления проводника и силы Ампера, правило левой руки);

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 случаев.

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.

Источник

Оцените статью
Мой дом
Adblock
detector