Question

В однорідному електричному полі з напруженістю 3МВ/м, силові лінії якого співнапрямлені з підвісом, висить на нитці кулька масою 2 г, а заряд дорівнює 3,3 нКл. Визначити силу натягу нитки

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

сила натягу нитки, на якій висить кулька в однорідному електричному полі:

$\tt T = mg + Eq\cos\alpha$

Оскільки силові лінії поля співнапрямлені з підвісом, то $\tt \alpha =0$, тобто, $\tt \cos\alpha =1$, тоді маємо

$\tt T=mg+Eq=0.002\cdot10 + 3 \cdot 10^6\cdot 3.3 \cdot 10^{-9}= 0.0299$ H

Answer 2

Сила натягу нитки може бути визначена за допомогою закону Кулона та другого закону Ньютона.

Закон Кулона говорить, що сила взаємодії між двома зарядами пропорційна добутку їх зарядів та обернено пропорційна квадрату відстані між ними:

F = (k * |q1 * q2|) / r^2,

де F - сила взаємодії, q1 та q2 - заряди тіл, r - відстань між ними, k - електростатична стала.

Другий закон Ньютона стверджує, що сума всіх сил, діючих на тіло, дорівнює масі тіла, помноженій на прискорення:

ΣF = m * a,

де ΣF - сума сил, m - маса тіла, a - прискорення.

В даному випадку, кулька знаходиться у статичному режимі, тобто не рухається. Це означає, що сила натягу нитки повинна бути рівна силі взаємодії зовнішніх сил на кульку.

Сила взаємодії між зарядом на кульці та зарядом в електричному полі може бути визначена за допомогою закону Кулона:

F = (k * |q1 * q2|) / r^2,

де q1 - заряд на кульці, q2 - заряд у полі, r - відстань між ними.

Підставляючи дані в формулу:

F = (9 * 10^9 * |3,3 * 10^-9 * 3 * 10^-9|) / (3 * 10^6)^2,

F = 8,37 * 10^-5 Н.

Отже, сила натягу нитки становить 8,37 * 10^-5 Н.