Физика: Решите задачи 2,3,6 очень нужно

Решите задачи 2,3,6
очень нужно

Решите задачи 2,3,6 очень нужно

👇

Увидеть ответ

Открыть все ответы

Ответ:

dobylarsen

16.07.2022

1. Давление – физическая величина, численно равная силе F, действующей на единицу площади поверхности S, перпендикулярной этой поверхности.(“Какой Вопрос Можно Задать к Слову Давление? - Школьные ...,” n.d.) В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы, действующей на малый элемент поверхности, к его площади. 2. Давление твердых тел Результат действия силы зависит не только от ее модуля, направления и точки приложения, но и от площади поверхности, перпендикулярно к которой она действует. Это утверждение подтверждается с различных переживаний и явлений, которые человек часто наблюдает в собственной жизни. Например, человек, одетый в лыжи, может идти почти не проваливаясь в снег. Острые концы пуговиц, гвоздей, иголок и т.п. облегчают пользование ими (приколите пуговицей газету, вбейте гвоздь...). Из приведенных примеров легко сделать вывод: чем больше площадь поверхности, на которую действует сила, тем меньше результат действия действующей силы.,1. Давление – физическая величина, численно равная силе F, действующей на единицу площади поверхности S, перпендикулярной этой поверхности. В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы, действующей на малый элемент поверхности, к его площади.(“Это... Что Такое Давление? - Словари и Энциклопедии На ...,” n.d.) 2. Давление твердых тел Результат действия силы зависит не только от ее модуля, направления и точки приложения, но и от площади поверхности, перпендикулярно к которой она действует. Это утверждение подтверждается с различных переживаний и явлений, которые человек часто наблюдает в собственной жизни. Например, человек, одетый в лыжи, может идти почти не проваливаясь в снег. Острые концы пуговиц, гвоздей, иголок и т.п. облегчают пользование ими (приколите пуговицей газету, вбейте гвоздь...). Из приведенных примеров легко сделать вывод: чем больше площадь поверхности, на которую действует сила, тем меньше результат действия действующей силы.,1. Давление – физическая величина, численно равная силе F, действующей на единицу площади поверхности S, перпендикулярной этой поверхности. В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы, действующей на малый элемент поверхности, к его площади. 2. Давление твердых тел Результат действия силы зависит не только от ее модуля, направления и точки приложения, но и от площади поверхности, перпендикулярно к которой она действует.(n.d.-a) Это утверждение подтверждается с различных переживаний и явлений, которые человек часто наблюдает в собственной жизни. Например, человек, одетый в лыжи, может идти почти не проваливаясь в снег. Острые концы пуговиц, гвоздей, иголок и т.п. облегчают пользование ими (приколите пуговицей газету, вбейте гвоздь...). Из приведенных примеров легко сделать вывод: чем больше площадь поверхности, на которую действует сила, тем меньше результат действия действующей силы.,1. Давление – физическая величина, численно равная силе F, действующей на единицу площади поверхности S, перпендикулярной этой поверхности. В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы, действующей на малый элемент поверхности, к его площади. 2. Давление твердых тел Результат действия силы зависит не только от ее модуля, направления и точки приложения, но и от площади поверхности, перпендикулярно к которой она действует. Это утверждение подтверждается с различных переживаний и явлений, которые человек часто наблюдает в собственной жизни. Например, человек, одетый в лыжи, может идти почти не проваливаясь в снег. Острые концы пуговиц, гвоздей, иголок и т.(n.d.-b)п. облегчают пользование ими (приколите пуговицей газету, вбейте гвоздь...). Из приведенных примеров легко сделать вывод: чем больше площадь поверхности, на которую действует сила, тем меньше результат действия действующей силы.,1. Давление – физическая величина, численно равная силе F, действующей на единицу площади поверхности S, перпендикулярной этой поверхности. В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы, действующей на малый элемент поверхности, к его площади. 2. Давление твердых тел Результат действия силы зависит не только от ее модуля, направления и точки приложения, но и от площади поверхности, перпендикулярно к которой она действует. Это утверждение подтверждается с различных переживаний и явлений, которые человек часто наблюдает в собственной жизни. Например, человек, одетый в лыжи, может идти почти не проваливаясь в снег. Острые концы пуговиц, гвоздей, иголок и т.п. облегчают пользование ими (приколите пуговицей газету, вбейте гвоздь...). Из приведенных примеров легко сделать вывод: чем больше площадь поверхности, на которую действует сила, тем меньше результат действия действующей силы.(n.d.-c)

4,6(29 оценок)

Ответ:

Миша3456

16.07.2022

1. Структура электростатического поля
В силу симметрии задачи, электростатическое поле является центрально-симметричны. т.е. $\overline E = E(r) \overline r_0$
r₀ - единичный радиус-вектор от заряда к произвольной исследуемой точке пространства.
Задача и её решение инвариантна к повороту (как картинку "ни крути" вокруг заряда, условие задачи и её решение не изменится).

2. Поле при отсутствии шара
Когда у нас есть только точечный заряд модуль напряженности электростатического поля $E(r) = k\frac{Q}{r^2}$ .

Потенциал электростатического поля связан с его напряженностью уравнением:
$\phi_1-\phi_2 = \int\limits^{2}_{1} {E} \, dl$
Интегрирование ведётся по произвольному пути между точками 1 и 2.

Отступление: если домножить уравнение на пробный заряд, то получим определение потенциальной энергии. Правый ингтеграл в этом случае будет работой, совершенной полем над пробным зарядом.

В нашем случае удобно интегрировать вдоль радиальных линий
$\phi_1-\phi_2 = \int\limits^{r_2}_{r_1} {E} \, dr$

Замечание: Потенциал определяется всегда с точностью до аддитивной постоянной, поэтому во всех задачах всегда выбирается, так называемое, условие нормировки. В разных задачах оно выбирается по разному, но в задачах данного типа принято брать потенциал бесконечно удаленной точки равным нулю $\phi_\infty = 0$

$\phi_1-\phi_\infty = \phi_1 = \int\limits^{\infty}_{r_1} {E} \, dr$

Подставим в эту формулу найденное поле:
$\phi = \int\limits^{\infty}_{R} {k \frac{Q}{r^2} } \, dr = kQ\int\limits^{\infty}_{R} { \frac{1}{r^2} } \, dr = kQ ( \lim_{r \to \infty} (- \frac{1}{r}) - (- \frac{1}{R} )) = \frac{kQ}{R}$
Получили известный результат. Выразим из этого результата заряд Q.
$Q= \frac{\phi R}{k}$

3. Поле при добавлении шара.
Для поиска величины напряженности воспользуемся теоремой Гаусса.
$\int {\int {E} } \, dS = 4\pi kq$
Поток вектора напряженности электростатического поля через любую замкнутую поверхность пропорционален величине свободного заряда, находящегося внутри этой поверхности.

Выберем в качестве такой поверхности сферу радиусом r. В силу структуры поля E(r) = const.
$\int {\int {E(r)} } \, dS = E(r)\int {\int {} } \, dS =E(r)*4\pi r^2 = 4\pi kq$
$E(r) = k \frac{q}{r^2}$

Теперь рассмотрим отдельные участки:
1) Участок 0 < r < 3R
$E(r) = k \frac{Q}{r^2}$
2) Участок 3R<r<4R
E(r) = 0 - электростатического поля внутри идеальных проводников не существует. Если предположить противное, то начнётся движение зарядов и это уже не статика. :)
3) Участок r > 4R
$E(r) = k \frac{4Q}{r^2}$
4Q - суммарный заряд внутри сферы радиусом r.

Аналогично рассчитаем потенциал.
$\phi' = \int\limits^\infty_R {E(r)} \, dr = \int\limits^\infty_{4R} {k \frac{4Q}{r^2} } \, dr + \int\limits^{4R}_{3R} {0} } \, dr +\int\limits^{3R}_{R} {k \frac{Q}{r^2} } \, dr = k \frac{4Q}{4R} + k \frac{Q}{R} - k\frac{Q}{3R}$

$\phi' = k \frac{5Q}{3R}$
Подставляем в это выражение найденное ранее Q и имеем:
$\phi' = \frac{5}{3}\phi = 500$

Что стоит отметить?
1) Потенциал функция непрерывная. Если знать, что подобные симметричные структуры создают поля аналогичные точечным зарядам, то задача решается в уме.
т.е. мы ищем потенциал на внешней границе шара как потенциал точечного заряда 4Q, на внутренней границе он такой же. Ищем разность потенциалов между внутренней границей и точкой A в поле точечного заряда Q. Складываем результаты.

2) Несмотря на то, что заряд 3Q на шаре поле внутри шара не создаёт, он увеличивает потенциал точек внутри полости, т.к. создаёт дополнительное поле вне шара. Потенциал - это работа по перемещению точечного заряда из бесконечности в данную точку. Больше поле вне шара - больше работа.

3) Разность потенциалов зависит только от локального поля (поля по в окрестности пути, соединяющего две точки). Сам потенциал зависит от структуры всего поля.

4,7(30 оценок)

Это интересно:

26.01.2022

Как помочь другу справиться с депрессией...

Дом-и-сад

28.11.2021

Как сделать небольшую септическую систему...

Здоровье

16.08.2022

Как найти гипнотерапевта: советы и рекомендации...

Дом-и-сад

29.04.2023