Сквозь отверстие в отрицательно заряженной пластине под углом = 30 к ее плоскости влетает частица, кинетическая энергия которой Wk = 1600 эВ. Частица "упала" обратно на пластину на расстоянии l=3 см от отверстия. Определить: 1) потенциал поля пластины в точке максимального удаление – частицы от пластины;
2) напряженность поля;
3) максимальное удаление – частицы от пластины. Силой тяготения пренебрегать. Полагать, что потенциал пластины равно нулю.
ответы: 200В
4.7*10⁴В/м
0.42см
а) Чему равен начальный импульс груза?
Импульс - это физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость. В нашем случае, масса груза равна 3 кг, а скорость - 8 м/с. Поэтому начальный импульс груза будет равен:
Импульс = масса × скорость = 3 кг × 8 м/с = 24 кг·м/с.
Ответ: начальный импульс груза равен 24 кг·м/с.
б) Чему равна скорость человека сразу после броска?
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса. Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов системы до и после взаимодействия остается неизменной.
Поскольку человек и груз взаимодействуют друг с другом, сумма их импульсов до взаимодействия будет равна сумме их импульсов после взаимодействия.
Масса человека равна 60 кг, и его начальная скорость равна нулю (так как он стоял на месте). Пусть скорость человека после броска будет V м/с.
Таким образом, сумма импульсов до взаимодействия равна сумме импульсов после взаимодействия:
0 + 3 кг × 8 м/с = (60 кг + 3 кг) × V.
24 кг·м/с = 63 кг × V.
V = 24 кг·м/с ÷ 63 кг.
Высчитываем V:
V ≈ 0.381 м/с.
Ответ: скорость человека сразу после броска будет примерно равна 0.381 м/с.
в) Какое расстояние проедет человек после броска до остановки?
Для решения этой задачи мы можем использовать законы динамики. Здесь нам необходимо учесть силу трения между коньками и льдом.
Сила трения (Fтр) равна произведению коэффициента трения (μ) на нормальную реакцию (N). В нашем случае нормальная реакция равна весу человека, так как он стоит на льду без движения.
N = масса × ускорение свободного падения.
Масса человека равна 60 кг. Ускорение свободного падения обычно принимается равным 9.8 м/с^2.
N = 60 кг × 9.8 м/с^2 = 588 Н.
Сила трения:
Fтр = μ × N = 0.02 × 588 Н = 11.76 Н.
Сила трения равна произведению массы на ускорение (Fтр = масса × ускорение).
11.76 Н = (60 кг + 3 кг) × a.
11.76 Н = 63 кг × a.
a = 11.76 Н ÷ 63 кг.
Получаем значение ускорения (a):
a ≈ 0.186 м/с^2.
Теперь мы можем использовать кинематическое уравнение связанное с равнозамедленным прямолинейным движением:
V^2 = V0^2 + 2aS.
Где V - итоговая скорость (равна нулю, так как человек останавливается), V0 - начальная скорость (0.381 м/с), a - ускорение (-0.186 м/с^2, так как человек замедляется), S - расстояние.
Подставляем значения:
0 = (0.381 м/с)^2 + 2 × (-0.186 м/с^2) × S.
0 = 0.145 м^2/с^2 - 0.372 м/с^2 × S.
0.372 м/с^2 × S = 0.145 м^2/с^2.
S = 0.145 м^2/с^2 ÷ 0.372 м/с^2.
Высчитываем S:
S ≈ 0.39 м.
Ответ: человек проедет расстояние примерно равное 0.39 метра до остановки.
Надеюсь, ответ был понятен! Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать!