Question

От верхней пластины горизонтально расположенного заряженного плоского воздушного конденсатора падает дробинка массой m= 2 мг, несущая положительный заряд q= 4 мкКл. Напряженность электрического поля внутри конденсатора E= 800 В/м , а расстояние между пластинами d=2 см. Если пренебречь влиянием силы тяжести, то скорость дробинки при подлете к нижней пластине равна? Решите расчеты все 1) 2 м/c 3) 6 м/с 5) 16 м/с 2)4 м/с 4) 8 м/с

Answer 1

Ответ:

8 м/с

Объяснение:

Дано:

m = 2 мг = 2*10⁻⁶ кг

q = 4 мкКл = 4*10⁻⁶ Кл

E = 800 В/м

d = 2 см = 0,02 м

V₀ = 0

_______________

V - ?

1)

Найдем силу, действующую на дробинку в поле конденсатора:

E = F / q

отсюда

F = E*q = 800*4*10⁻⁶  Н

2)

Находим ускорение дробинки:

a = F/m  = 800*4*10⁻⁶ / 2*10⁻⁶ = 1600 м/с²

3)

Скорость найдем из формулы:

d = (V²-V₀²) / (2*a)

V = √ (2*a*d) = √ (2*1600*0,02) = √ (64) = 8 м/с

Правильный ответ:

4) 8 м/с

Answer 2

Для решения этой задачи воспользуемся вторым законом Ньютона для заряда в электрическом поле:

F = qE,

где F - сила, действующая на заряд, q - величина заряда, E - напряженность электрического поля.

Сила F может быть выражена как произведение массы дробинки на ее ускорение:

F = ma,

где m - масса дробинки, a - ускорение.

Таким образом, можем записать:

ma = qE.

Ускорение a можно выразить, разделив обе части уравнения на массу m:

a = qE/m.

Теперь мы можем использовать уравнение равноускоренного движения, чтобы найти скорость дробинки при подлете к нижней пластине. Для этого воспользуемся следующим уравнением:

v^2 = u^2 + 2as,

где v - конечная скорость, u - начальная скорость (равна 0, так как дробинка падает с покоя), a - ускорение, s - расстояние между пластинами.

Изначально дробинка находится на верхней пластине, поэтому s равно расстоянию между пластинами d.

Теперь подставим известные значения в уравнение:

v^2 = 0 + 2(qE/m)d.

v^2 = 2(qE/m)d.

v = √(2(qE/m)d).

Подставим числовые значения:

m = 2 мг = 2 × 10^(-6) кг, q = 4 мкКл = 4 × 10^(-6) Кл, E = 800 В/м, d = 2 см = 2 × 10^(-2) м.

v = √(2(4 × 10^(-6) Кл)(800 В/м)/(2 × 10^(-6) кг)(2 × 10^(-2) м)).

v = √(2 × 4 × 800/(2 × 2)) м/с.

v = √(6400) м/с.

v ≈ 80 м/с.

Таким образом, скорость дробинки при подлете к нижней пластине равна около 80 м/с.

Ни один из предложенных вариантов ответа не соответствует полученному результату.