Question

Помогите решить пожалуйста Небольшое тело с положительным зарядом q1 и массой m=300г закреплено на высоте H1=50 см над неподвижным точечным зарядом q2=5мкКл. Верхнее тело освобождают, и оно начинает падать вертикально вниз. Когда тело оказалось на высоте H2=30 см над точечным зарядом, его КИНЕТИЧЕСКАЯ энергия стала равной W=120мДж. Заряд q1 тела равен ...мкКл

Answer 1

Аваыаыаыавааыаыаыаыа ы а ответ

Answer 2

Для решения задачи можно использовать закон сохранения энергии, который гласит, что сумма потенциальной и кинетической энергии тела остается постоянной во все моменты времени.

Изначально тело находилось на высоте H1=50 см, поэтому его потенциальная энергия относительно точечного заряда q2 была равна:

Ep1 = (q1 * q2) / (4 * pi * ε0 * r1)

где ε0 - постоянная электрическая проницаемость вакуума, r1 - расстояние между зарядами на начальной высоте. Поскольку тело находилось на высоте H1, то r1 = 0.5 м.

Когда тело опустилось на высоту H2=30 см, его потенциальная энергия стала равна:

Ep2 = (q1 * q2) / (4 * pi * ε0 * r2)

где r2 - расстояние между зарядами на высоте H2. Поскольку тело находилось вертикально над точечным зарядом, то r2 = 0.3 м.

Таким образом, изменение потенциальной энергии тела при падении на высоту (H1 - H2) = 20 см равно:

ΔEp = Ep1 - Ep2 = (q1 * q2) / (4 * pi * ε0) * (1/r2 - 1/r1)

Также мы знаем, что кинетическая энергия тела на высоте H2 равна W=120 мДж.

По закону сохранения энергии сумма потенциальной и кинетической энергии на высоте H2 должна быть равна сумме потенциальной и кинетической энергии на высоте H1:

Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2

где Ek1 = 0, так как тело находилось в покое на начальной высоте.

Тогда

q1 * q2 / (4 * pi * ε0 * r1) = q1 * q2 / (4 * pi * ε0 * r2) + W

Отсюда можно выразить заряд q1:

q1 = (W * 4 * pi * ε0 * r1 * r2) / (r2 - r1) * q2

Подставляя числовые значения, получаем:

q1 = (0.12 * 4 * pi * 8.85e-12 * 0.5 * 0.3) / (0.3 - 0.5) * 5e-6

q1 = 6 мкКл (округляем до б