Добрый день! Я рад выступить в роли вашего школьного учителя и помочь вам разобраться с этим вопросом.
Для того чтобы понять, какая сила трения возникает, нам нужно знать, что трение - это сила, которая действует между поверхностями тел и препятствует их скольжению друг по отношению к другу.
Исходя из того, что ящик остаётся на месте и не двигается, можно сделать вывод, что сила трения равна силе, приложенной к ящику. И пока сила трения не будет меньше 40 Н, ящик остаётся на месте.
Таким образом, правильный ответ на вопрос будет В) 40 Н.
Обоснование: Если бы сила трения была равной 0 Н, то ящик бы начал двигаться под действием силы, приложенной к нему. Варианты Б) 10 Н и Г) 100 Н не подходят, так как в обоих случаях сила трения была бы меньше или больше силы, приложенной к ящику, и он или двигался бы в направлении силы, или оставался бы на месте, но сопротивлялся бы движению.
Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассмотреть два различных случая: ситуацию до заполнения пространства между пластинами жидкостью и ситуацию после заполнения.
1. Ситуация до заполнения пространства жидкостью:
В этом случае, шарик находится в вакууме между пластинами. Вес шарика в вакууме определяется с помощью формулы:
В = m * g,
где m - масса шарика и g - ускорение свободного падения (около 9,8 м/с²).
Зная, что объем шарика V = 1 см³ = 1 * 10^(-6) м³, и плотность жидкости ρ = 800 кг/м³, можем найти массу шарика:
м = ρ * V = 800 кг/м³ * 1 * 10^(-6) м³ = 8 * 10^(-4) кг.
Теперь, используя формулу В = m * g, можем найти вес шарика в вакууме:
2. Ситуация после заполнения пространства жидкостью:
Теперь, когда пространство между пластинами заполнено жидкостью, электрическое поле, созданное верхней положительно заряженной пластиной, изменяет положение электрически заряженных частиц вокруг себя. Это приводит к изменению взаимодействия шарика с полем.
Чтобы решить этот случай, нам понадобится знание о влиянии электрического поля на диэлектрик. В данной задаче плотность и диэлектрическая проницаемость даны, однако нужно учесть также коэффициент диэлектрической проницаемости материала, обозначенной как ε.
Известно, что электрическое поле E создает в веществе поляризацию, приводя к появлению поляризуемости р-ого порядка P р. Поляризация приводит к уменьшению интенсивности поля на p-ое количество E_p.
В данной задаче нужно найти, на сколько изменится вес шарика. Изменим вес в вакууме В_вакууме на ΔВ.
ΔВ = Δm * g.
Объем дополнительного веса Δm можно найти, зная, что это объем жидкости с плотностью ρ и диэлектрической проницаемостью ε.
Δm = ρ * V * ε.
Подставляем значения:
Δm = (800 кг/м³) * (1 * 10^(-6) м³) * ε.
Исходя из формулы проникающей способности ε = ε_0 * ε_r, где ε_0 - абсолютная проницаемость в вакууме (8,85 * 10^(-12) Ф/м), а ε_r - относительная проницаемость материала, получаем:
На этом шаге мы учли вклад электрического поля в изменение веса шарика.
Однако, нам нужно учесть, что электрическое поле между пластинами создается только одной пластиной. Таким образом, величина поля Е действует только на одно поле у шарика. Поэтому, чтобы получить полную изменение веса шарика, мы должны учесть, что электрическое поле действует только на половину шарика (так как другая половина находится под воздействием другой пластины).
Таким образом, полное изменение веса шарика будет равным:
ΔВ_полное = 2 * ΔВ.
Сделаем необходимые подстановки и произведем расчеты и получим окончательный результат.
Пожалуйста, обратите внимание, что значения могут изменяться, в зависимости от конкретных величин и единиц измерения, использованных в задаче. При решении задачи необходимо быть внимательным и аккуратным при работе с единицами измерения и числами.
Уравнение колебаний:
u(t) = U*sin (ω*t+φ₀)
Находим циклическую частоту:
ω =2π·υ = 2π·200 = 400π
φ₀ = 0
Получили:
u(t) = 150*sin (400π*t)