Question

Между 2я горизонтальными заряженными пластинами на нити, прикрепленной к верхней пластине, весит шарик, массой 30г и зарядом одного протона. Коэффициент жёсткости нити равен 20Н/м. Определите напряжённости поля, если нить растянулась на 2 мм

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1)

Найдем результирующую силу:

R = k·Δx

R = 20·0,002 = 0,040 Н

2)

Сила тяжести, действующая на шарик:

Fт = m·g = 0,003·10 = 0,030 Н

3)

Сила со стороны электрического поля:

F = R - Fт = 0,040 - 0,030 = 0,010 Н

4)

Напряженность:

Е = F / q = 0,010  /(1,6·10⁻¹⁹) = 6,3·10¹⁶ В/м

Answer 2

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать равновесие сил. Шарик находится в равновесии под воздействием силы тяжести и силы натяжения нити.

Сначала найдем силу тяжести шарика (F_тяжести):

F_тяжести = m * g = 0.03 кг * 9.8 м/с² = 0.294 Н

Здесь m - масса шарика, g - ускорение свободного падения (около 9.8 м/с² на поверхности Земли).

Теперь рассмотрим силу натяжения нити (F_натяжения). Она направлена вверх и должна компенсировать силу тяжести:

F_натяжения = F_тяжести = 0.294 Н

Теперь мы можем использовать формулу для силы натяжения нити:

F_натяжения = k * x

где k - коэффициент жёсткости нити (20 Н/м), x - удлинение нити (2 мм = 0.002 м).

20 Н/м * 0.002 м = 0.04 Н

Теперь мы можем найти напряженность электрического поля (E) между пластинами:

E = F_натяжения / q

где q - заряд одного протона (элементарный заряд), примерно 1.6 x 10^-19 Кл.

E = 0.04 Н / 1.6 x 10^-19 Кл ≈ 2.5 x 10^17 Н/Кл

Итак, напряженность электрического поля между пластинами составляет примерно 2.5 x 10^17 Н/Кл.