Question

100 БАЛЛОВ Между двумя параллельными горизонтально расположенными диэлектрическими пластинами создано однородное электрическое поле Е = 4*106 Н/Кл, направленное вертикально вверх. Между пластинами помещен шарик на расстоянии 1,2 см от верхней пластины и 2,5 см от нижней. Заряд шарика 3 пКл, его масса 3 мг. Шарик освобождают и он начинает двигаться. Через какое время шарик ударится об одну из пластин?

Answer 1

Ответ:

0,034 с = 34 мс

Объяснение:

Решение и объяснение в прикреплённом файле.

Answer 2

Для решения данной задачи можно использовать законы движения и закон Кулона.

Сила, действующая на заряженный шарик в электрическом поле, определяется по закону Кулона: F = qE, где F - сила, q - заряд шарика, E - сила поля.

Сила, действующая на шарик, вызывает его ускорение: F = ma, где m - масса шарика, a - ускорение.

Скорость шарика с течением времени можно выразить через ускорение и время: v = at.

Таким образом, мы можем получить уравнение движения: F = ma = qE, a = (qE) / m.

Теперь можем рассчитать ускорение шарика: a = (3 пКл * 4 * 10^6 Н/Кл) / (3 мг) = 4 * 10^9 м/с^2.

Шарик начинает двигаться с нулевой начальной скоростью, поэтому его уравнение движения будет выглядеть так: x = (1/2) * at^2, где x - расстояние между шариком и верхней пластиной.

Мы можем использовать это уравнение, чтобы найти время, через которое шарик ударится о верхнюю пластину: 1,2 см = (1/2) * (4 * 10^9 м/с^2) * t^2.

Переведем расстояние в метры: 1,2 см = 0,012 м.

Теперь решим уравнение относительно времени t: 0,012 м = (1/2) * (4 * 10^9 м/с^2) * t^2.

Раскроем скобки и упростим: 0,012 м = 2 * 10^9 м/с^2 * t^2.

Разделим обе части уравнения на 2 * 10^9 м/с^2: t^2 = (0,012 м) / (2 * 10^9 м/с^2) = 6 * 10^(-12) с^2.

Извлечем квадратный корень из обеих частей: t = sqrt(6 * 10^(-12) с^2).

Вычислим это значение: t ≈ 2,449 * 10^(-6) с.

Таким образом, шарик ударится о верхнюю пластину через примерно 2,449 микросекунды.