Question

Шарик массой 1 г и зарядом 0,1 мкКл висит на невесомой и нерастяжимой нити в однородном горизонтальном ЭП напряжённостью 100 кВ/м. Если ускорение свободного падения равно 9,8 м/с2, то чему равна сила натяжения нити (в мН) с точностью до целого числа?

Answer 1

Ответ:

14мН

Объяснение:

Решение во вложении. Для удобства расчётов я взял g=10 м/с^2. Можете пересчитать и с 9.8 м/c^2, но тангенс не получится таким красивым.

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно определить равнодействующую силу, действующую на шарик, и выразить её в миллиньютонах (мН).

1. Сначала определим силу тяжести, действующую на шарик: F_тяж = m * g, где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения.

   Подставляя значения: F_тяж = 1 г = 0.001 кг (так как 1 г = 0.001 кг), g = 9.8 м/с²,

   F_тяж = 0.001 кг * 9.8 м/с² = 0.0098 Н.

2. Затем найдем силу Электростатического Поля (ЭП), действующую на заряженный шарик: F_ЭП = q * E, где q - заряд шарика, E - напряженность электрического поля.

   Подставляя значения: q = 0.1 мкКл = 0.1 * 10^(-6) Кл, E = 100 кВ/м = 100 * 10^(3) В/м,

   F_ЭП = 0.1 * 10^(-6) Кл * 100 * 10^(3) В/м = 0.01 Н.

3. Теперь можем найти равнодействующую силу как векторную сумму сил тяжести и силы ЭП: F_равн = F_тяж + F_ЭП = 0.0098 Н + 0.01 Н = 0.0198 Н.

4. Наконец, переведем эту силу в миллиньютоны (мН): 1 Н = 1000 мН, F_равн = 0.0198 Н * 1000 мН/Н = 19.8 мН.

Итак, сила натяжения нити равна 19.8 мН (миллиньютон) с точностью до целого числа.