Question

Електричне поле переміщуючи по колу заряд 3 Кл виконує таку саму роботу як сила тяжіння під час падіння тягарця масою 100 г з висоти 18 м. Чому дорівнює напруга на клемах джерела струму

Answer 1

Ответ:

6В

Объяснение: A₁=U·q      A₂=mgh       A₁=A₂

 Uq=mgh       U=mgh/q

m=100г=0,1кг

U=0,1·10·18/3=6В

Answer 2

Для визначення напруги на клемах джерела струму, спочатку ми можемо визначити роботу, яку виконує електричне поле, переміщуючи заряд 3 Кл по колу, і порівняти її з роботою, яку виконує сила тяжіння під час падіння тягарця.

Робота, яку виконує електричне поле при переміщенні заряду в електричному полі, визначається наступним чином:

Робота (W) = Напруга (U) × Заряд (Q)

У цьому випадку, ми маємо заряд (Q) рівний 3 Кл. Ми не знаємо напругу (U), тож давайте позначимо її як U.

Робота, яку виконує сила тяжіння при падінні тягарця, визначається так:

Робота (W) = Потенціальна енергія (PE) початкова - Потенціальна енергія (PE) кінцева

Для падіння тіла масою 100 г (0,1 кг) з висоти 18 м ми можемо використовувати формулу для потенціальної енергії та гравітаційного поля на поверхні Землі:

Потенціальна енергія (PE) = маса (m) × гравітаційне поле (g) × висота (h)

Під час падіння тіло рухається в напрямку сили тяжіння, тож робота дорівнює різниці потенціальних енергій:

W = (m * g * h) - (0)

де: m = 0,1 кг (маса тягарця) g ≈ 9,81 м/с² (приблизне значення прискорення вільного падіння на поверхні Землі) h = 18 м (висота)

Отже, робота, яку виконує сила тяжіння, дорівнює:

W = (0,1 кг * 9,81 м/с² * 18 м) - 0 = 17,646 Дж

Тепер ми можемо порівняти роботу, яку виконують електричне поле і сила тяжіння:

W (електричне поле) = U * Q W (сила тяжіння) = 17,646 Дж

Так як робота в обох випадках дорівнює 17,646 Дж, то:

U * Q = 17,646 Дж

Знаючи значення заряду (Q), яке дорівнює 3 Кл, ми можемо знайти напругу (U):

U = 17,646 Дж / 3 Кл ≈ 5,882 В

Отже, напруга на клемах джерела струму дорівнює приблизно 5,882 вольтам.