М
Молодежь
К
Компьютеры-и-электроника
Д
Дом-и-сад
С
Стиль-и-уход-за-собой
П
Праздники-и-традиции
Т
Транспорт
П
Путешествия
С
Семейная-жизнь
Ф
Философия-и-религия
Б
Без категории
М
Мир-работы
Х
Хобби-и-рукоделие
И
Искусство-и-развлечения
В
Взаимоотношения
З
Здоровье
К
Кулинария-и-гостеприимство
Ф
Финансы-и-бизнес
П
Питомцы-и-животные
О
Образование
О
Образование-и-коммуникации
oal64
oal64
07.04.2022 07:02 •  Физика

Нить, на которой подвешен заряженный шарик с массой в 1 г и зарядом 1 нкл, отклоняется от вертикали на угол 30° в электрическом поле вертикальной заряженной бесконечной плоскости. определить поверхностную плотность заряда этой плоскости.

👇
Ответ:
Abuhgghhhhhh
Abuhgghhhhhh
07.04.2022
Чтобы решить эту задачу, нужно использовать два физических закона: закон тяготения и закон Кулона.

1. Закон тяготения гласит, что вес тела равен произведению его массы на ускорение свободного падения. Формула выглядит следующим образом:

F_g = m * g,

где F_g - сила тяжести, m - масса тела, g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9.8 м/с² на поверхности Земли).

2. Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для силы электростатического взаимодействия имеет вид:

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

где F_e - сила электростатического взаимодействия, k - постоянная Кулона (примерное значение равно 9 * 10^9 Н * м² / Кл²), q1 и q2 - заряды тел, r - расстояние между телами.

Также следует учесть, что в данной задаче подвешенный шарик находится в равновесии, поэтому сумма всех сил, действующих на него, должна быть равна нулю.

Итак, решим задачу по шагам:

Шаг 1: Разложение силы F_e на компоненты.

Так как нить смещается от вертикали на угол 30°, то вертикальная компонента силы F_e будет противодействовать силе тяжести, и только горизонтальная компонента будет отклонять шарик.

F_e вертикальная = F_e * cos(30°),

F_e горизонтальная = F_e * sin(30°).

Шаг 2: Находим силу тяжести F_g.

F_g = 1 г * 9.8 м/с² = 0.0098 Н.

Шаг 3: Находим горизонтальную компоненту силы F_e.

F_e горизонтальная = 0.0098 Н.

Шаг 4: Находим электрическую силу F_e по формуле суммы сил.

Так как нить находится в равновесии, то сумма всех сил, действующих на шарик, равна нулю.

F_e + F_g = 0.

F_e = -F_g = -0.0098 Н.

Шаг 5: Находим горизонтальную компоненту силы электростатического взаимодействия.

F_e горизонтальная = -0.0098 Н.

Шаг 6: Находим постоянную Кулона k.

Значение постоянной Кулона k составляет 9 * 10^9 Н * м² / Кл².

Шаг 7: Находим поверхностную плотность заряда этой плоскости.

Используем формулу для силы электростатического взаимодействия:

F_e = k * (q1 * q2) / r^2.

Так как плоскость является бесконечной, то расстояние r между шариком и плоскостью можно считать постоянным.

q1 - заряд шарика, q2 - заряд плоскости, r - расстояние.

q1 = 1 нкл, m = 1 г, g = 9.8 м/с².

F_e горизонтальная = k * (q1 * q2) / r^2,

q2 / r^2 = F_e горизонтальная / (k * q1),

q2 / r^2 = -0.0098 Н / (9 * 10^9 Н * м² / Кл² * 1 нкл).

Рассчитаем это значение:

q2 / r^2 = -0.0098 Н / (9 * 10^9 Н * м² / Кл² * 1 * 10^(-9) Кл),

q2 / r^2 = -0.0098 Н / 9 Кл.

Таким образом, поверхностная плотность заряда этой плоскости будет примерно равна -0.00109 Кл/м².

Замечание: Знак "минус" перед результатом объясняется тем, что горизонтальная компонента силы электростатического взаимодействия направлена в противоположную сторону силе тяжести и должна быть равна ей по модулю, чтобы нить оставалась в равновесии. Но, так как горизонтальная компонента силы в данной задаче отрицательна, то и плотность заряда должна быть тоже отрицательной.
4,5(54 оценок)
Проверить ответ в нейросети
Это интересно:
Новые ответы от MOGZ: Физика
logo
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси Mozg
Открыть лучший ответ