Question

Кому не трудно, помогите решить задачу по физике, пожалуйста: В горизонтальном электрическом поле напряженностью 283 кВ/м на нити висит шарик массой 5г. Шарику сообщили заряд 100 нКл. Определите угол, на который нить отклонилась от вертикали. ___________________________________________ И если не затруднит, желательно с объяснением. Заранее спасибо!

Answer 1

Ответ:

30°

Объяснение:

E=283*10^3 В/м     m=0.005 кг    q=10^-7 Кл     α=?

===

F=q*E    (Кулоновская сила, отклоняющая шарик в сторону)

tgα=F/(m*g)=q*E/(m*g)=10^-7*283*1^3/(0.005*10)=0.566

α=arctg0.566≈30°

======================

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобятся знания о действии силы тяжести и электрической силы на заряженное тело.

1. Рассмотрим силу тяжести: Масса шарика: m = 5 г = 0.005 кг Ускорение свободного падения: g ≈ 9.81 м/с² (стандартное значение на Земле)

Сила тяжести F_т = m * g

2. Рассмотрим электрическую силу: Заряд шарика: q = 100 нКл = 100 * 10^(-9) Кл Электрическая напряженность: E = 283 кВ/м = 283 * 10^3 В/м

Сила электрического поля F_E = q * E

3. Зная, что система находится в равновесии (шарик неподвижен), можно сказать, что сумма всех сил, действующих на шарик, равна нулю:

F_т + F_E = 0

4. Теперь найдем угол, на который нить отклонилась от вертикали. Обозначим этот угол за θ.

Из равновесия системы известно, что вертикальная составляющая силы тяжести должна быть равна вертикальной составляющей электрической силы:

F_т * sin(θ) = F_E * cos(θ)

Теперь можем подставить значения сил:

m * g * sin(θ) = q * E * cos(θ)

Теперь решим уравнение относительно tan(θ):

tan(θ) = (q * E) / (m * g)

Подставим значения:

tan(θ) = (100 * 10^(-9) Кл * 283 * 10^3 В/м) / (0.005 кг * 9.81 м/с²)

tan(θ) ≈ 5.75

Теперь найдем угол θ:

θ ≈ arctan(5.75)

θ ≈ 80.5°

Ответ: Нить отклонилась от вертикали на приблизительно 80.5 градусов.

Объяснение: В данной задаче, когда шарик заряжен, на него действуют как электрическая сила (из-за наличия заряда), так и сила тяжести. Шарик находится в равновесии, когда сумма этих сил равна нулю. Используя компоненты сил, можно выразить угол, на который нить отклоняется от вертикали. Этот угол будет зависеть от заряда шарика, его массы и силы электрического поля.