Question

Решить небольшое тело с положительным зарядом q1 и массой m=300г закреплено на высоте h1=50 см над неподвижным точечным зарядом q2=5мккл. верхнее тело , и оно начинает падать вертикально вниз. когда тело оказалось на высоте h2=30 см над точечным зарядом, его кинетическая энергия стала равной w=120мдж. заряд q1 тела равен

Answer 1

Аваыаыаыавааыаыаыаыа ы а ответ

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения механической энергии.

Закон сохранения механической энергии гласит, что сумма потенциальной энергии и кинетической энергии тела должна оставаться постоянной в течение всего движения тела. Мы можем записать этот закон следующим образом:

Потенциальная энергия (PЭ) + Кинетическая энергия (КЭ) = постоянная (К)

PЭ + КЭ = К

Потенциальная энергия (PЭ) определяется через формулу: PЭ = mgh, где m - масса тела, g - ускорение свободного падения, h - высота над некоторым уровнем.

Переформулируем уравнение с учетом этих обозначений:

mgh1 + КЭ1 = mgh2 + КЭ2

Так как изначально у нас имеется только потенциальная энергия из-за высоты над зарядом q2, КЭ1 равна 0. А при оказании тела на высоте h2, потенциальная энергия равняется 0, а КЭ2 равна w=120мдж.

Таким образом, мы можем записать уравнение следующим образом:

mgh1 + 0 = 0 + w

mgh1 = w

Теперь нам нужно найти значение h1.

Подставим известные значения в уравнение:

(300г)(9.8 Н/кг)(0.5м) = 0.12Дж

Так как 1 Дж = 1000 мДж, мы можем перевести ответ в мДж:

0.12Дж = 120 мДж

Таким образом, методом подстановки найдена потенциальная энергия тела, в то время как оно располагалось на высоте h1.

Для нахождения заряда q1 воспользуемся законом Кулона. В данной задаче есть привязка к метрической системе, так что значение константы пропорциональности k можно записать в следующем виде: 9*10^9 Н*м^2/Кл^2.

Закон Кулона гласит: F = k(q1*q2)/(d^2), где F - сила, действующая между двумя точечными зарядами q1 и q2, d - расстояние между этими зарядами.

Расстояние между зарядом q1 и точечным зарядом q2 в данной задаче равно h1. Таким образом, мы можем записать уравнение:

F = k(q1*q2)/(h1^2)

Поскольку наше тело не может двигаться горизонтально, сила тяжести, действующая на него, равна силе электростатического взаимодействия:

m*g = k(q1*q2)/(h1^2)

Теперь мы можем решить это уравнение относительно q1:

q1 = (m*g*h1^2)/(k*q2)

Подставим известные значения в уравнение:

q1 = (0.3кг)*(9.8 Н/кг)*(0.5м)^2 / ((9*10^9 Н*м^2/Кл^2)*(5*10^(-6) Кл))

Выполняя между собой арифметические операции, мы получаем:

q1 ≈ 0.196 Кл

Таким образом, заряд q1 тела равен приблизительно 0.196 Кл.