Sigma=Q/L - поверхностная плотность заряда E = sigma/(2*pi*R*eo) - напряженность создаваемая равномерно заряженной нитью E = Q/(L*2*pi*R*eo) F=E*q=Q*q/(L*2*pi*R*eo) = 2*Q*e/(L*2*pi*R*eo) = Q*e/(L*pi*R*eo) 1) На каком расстоянии от нити находится пылинка R = Q*e/(L*pi*F*eo) = =(3*10^-8)*(1,6*10^-19)/(1,50*pi*4*10^-15*(8,854*10^-12)) м = 0,02876 м ~ 29 мм 2) На сколько изменится энергия пылинки потенциал нити u1 =-2*Q/(L*e0)*ln(R1) u2 =-2*Q/(L*e0)*ln(R2) W1=q*u1 W2=q*u2 delta W = W2-W1= q*(u2-u1)= =-2*e(-2*Q/(L*e0)*ln(R2)+2*Q/(L*e0)*ln(R1)) = =2*e*(2*Q/(L*e0)*ln(R2)-2*Q/(L*e0)*ln(R1)) = =4*e*Q/(L*e0)*(ln(R2)-ln(R1)) = =4*e*Q/(L*e0)*(ln(2*R1)-ln(R1)) = =4*e*Q/(L*e0)*ln(2) = =4*(1,6*10^-19)*(3*10^-8)/(1,5*(8,854*10^-12))*ln(2) Дж = 1,0021E-15 Дж
Давай рассуждать логически. По ходу, 180 км/ч = 50 м/с, сразу переведёмся, чтобы не смущаться.
Груз в момент выпадения, и на всём протяжении полёта до земли сохраняет постоянную горизонтальную составляющую скорости. Назовём её Vx. Она всегда равна той самой начальной 50 м/с, потому что нет сил, действующих на изменение горизонтальной составляющей.
А вот вертикальная составляющая скорости будет постоянно увеличиваться от 0 и далее под действием силы тяжести. Назовём её Vy.
Что будет в момент, когда траектория станет идти под углом 60 градусов к горизонту? Это значит, что Vy / Vx = tg (60). Значит в этот, нас интересующий момент будет выполнено условие Vy = Vx * tg(60). Посчитаем сразу эту цифру - Vy = 50 * tg(60) = 50 * 1,732 = 86,6 м/с.
Ура! Теперь осталось узнать на какой высоте вертикальная скорость Vy станет равна найденному значению. Для этого используем формулу "без времени" S = v^2 / (2 * g) = 86,6 ^ 2 / ( 2 * 10 ) = 375 м.
Внимание! Это не высота над землёй, а высота, которую пролетел груз до нашей точки. Значит высота Н над землёй будет H = 500 - S = 500 - 375 = 125 м.
T = 1/γ= 1/1,7·10⁻⁴Гц = 0,59·10⁴с = 5900с≈98мин