Question

Когда телу сообщили заряд 7*10^(–8) Кл, оно за 10 с падения у земной поверхности прошло путь на 5 см больший, чем в отсутствие заряда. Чему равна масса тела, если напряженность электрического поля 100 В/м?

Answer 1

На незаряженное тело действует сила F1=mg, а на заряженное F2=mg+q*E, значит в первом случае ускорение равно a1=F1/m=g, а во втором случае а2=F2/m=g+q*E/m. Путь в первом случае S1=1/2*a1*t^2, во втором S2=1/2*a2*t^2. Разность пройденных путей dS=S2-S1=1/2*q*E*t^2/m, откуда m=q*E*t^2/(2*dS)=7*10^(-8)*100*10^2/(2*0.05)=0.007 кг=7г

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы движения тела в электрическом поле.

Известно, что тело с зарядом 7*10^(-8) Кл падает на расстояние, на 5 см большее, чем в отсутствие заряда за 10 секунд. Причина этого заключается в том, что на заряженное тело действует сила, вызванная электрическим полем.

Напряженность электрического поля равна 100 В/м, что можно записать как 100 Н/Кл (потому что напряженность поля выражается в Н/Кл). Таким образом, на заряженное тело с зарядом 7*10^(-8) Кл действует сила, равная F = q * E, где q - заряд тела, а E - напряженность электрического поля.

Также известно, что тело падает на расстояние, на 5 см большее, чем в отсутствие заряда, за время 10 секунд. Здесь мы можем использовать уравнение свободного падения, которое связывает расстояние падения (h) с временем падения (t) и ускорением свободного падения (g):

h = (1/2) * g * t^2

В отсутствие заряда, ускорение свободного падения (g) составляет около 9.8 м/с^2.

Теперь мы можем составить уравнение для расстояния падения с учетом заряда и силы, действующей на тело:

(h + 0.05) = (1/2) * (g - (q * E/m)) * t^2

где m - масса тела.

Мы знаем значения всех переменных, кроме массы тела (m). Мы можем решить это уравнение, чтобы найти m.

Вначале переведем заряд в систему СИ: q = 7*10^(-8) Кл

Теперь подставим все известные значения в уравнение и решим его:

(0.05 + h) = (1/2) * (9.8 - (7*10^(-8) * 100 / m)) * 10^2

(0.05 + h) = (1/2) * (9.8 - 7*10^(-6) / m) * 100

(0.05 + h) = (490 - 7*10^(-6) / m)

Поскольку h = (1/2) * g * t^2 = (1/2) * 9.8 * 10^2 = 490