Question

Помогитеееее пожалуйста!!!!! дам много баллов!!!!!!!!!!!11 в направленном вертикально вниз электрическом поле напряженности 440кВ/мравномерно вращается шарик массой 0,1 г с положительным зарядом 2 нКл, под­вешенный на нити длиной 1 м. Угол отклонения нити от вертикали 30°. Определите кинетическую энергию шарика. только не из инета. сами решите прошу!!

Answer 1

На шарик действует сила тыжести, сила натяжения нити и кулоновская сила
суммарная сила направлена к оси вращения и шарик вращается с центростремительным ускорением а
векторная запись закона ньютона:mg+T+F=ma
в проекции на горизонталь:0+T*sin(alpha)+0=ma=mv^2/R
в проекции на вертикаль:mg-T*cos(alpha)+F=0

*******************
T*sin(alpha)=mv^2/R
T*cos(alpha)=mg+F
***************
T=(mg+F)/cos(alpha)
Ek = mv^2/2 = mv^2/R * R/2 = T*sin(alpha) * R/2 =
= (mg+F)*tg(alpha) * R/2 =
= (mg+F)*tg(alpha) * L*sin(alpha)/2 =
= (mg+F)*L*sin^2(alpha) / (2*cos(alpha)) =
= (mg+q*E)*L*sin^2(alpha) / (2*cos(alpha)) =
= (0,0001*10+2*10^(-9)*440*10^3)*1*sin^2(pi/6) / (2*cos(pi/6)) = 0,000271355 Дж ~ 0,27 мДж

Answer 2

Конечно, я помогу вам решить эту задачу.

Сначала нам нужно найти силу, действующую на заряженный шарик в электрическом поле. Эта сила определяется формулой:

F = q * E

где: F - сила (Ньютоны), q - величина заряда (Кулоны), E - напряженность электрического поля (Вольты на метр).

В данном случае: q = 2 нКл = 2 * 10^(-9) Кл E = 440 кВ/м = 440 * 10^3 В/м

Теперь мы можем вычислить силу:

F = (2 * 10^(-9) Кл) * (440 * 10^3 В/м) = 0,88 * 10^(-6) Н

Следующим шагом мы можем найти ускорение шарика в направлении электрической силы, используя второй закон Ньютона:

F = m * a

где: F - сила (Ньютоны), m - масса шарика (килограммы), a - ускорение (м/с^2).

Мы хотим найти кинетическую энергию, поэтому нам также понадобится учитывать работу силы при перемещении шарика. Работа (W) силы, перемещающей шарик на расстояние (d), равна изменению его кинетической энергии:

W = ΔKE

Так как шарик вращается под углом 30° от вертикали, мы можем использовать следующее соотношение:

W = m * g * h

где: m - масса шарика (килограммы), g - ускорение свободного падения (около 9,81 м/с^2 на поверхности Земли), h - высота подъема шарика (метры).

Мы знаем, что длина нити равна 1 метру, и шарик вращается под углом 30° от вертикали, поэтому:

h = 1 м * sin(30°) = 0,5 м

Теперь мы можем найти работу силы:

W = (0,1 г) * (0,001 кг/г) * (9,81 м/с^2) * (0,5 м) = 0,00049 Дж

Теперь мы можем использовать работу силы для определения изменения кинетической энергии:

W = ΔKE

0,00049 Дж = ΔKE

Таким образом, кинетическая энергия шарика равна 0,00049 Дж.