1.На какое расстояние по горизонтали переместится частица,имеющая массу 1мг и заряд 2нКл,за время 3с в однородном горизонтальном электрическом поле напряженностью 50 В\м,если начальная скорость частицы равна 0. С рисунком и желательно с объяснением!

2. Два шарика, расположенные на расстоянии 10 см друг от друга, имеют одинаковые отрицательные заряды и взаимодействуют с силой 0,23м Н. Найти число избыточных электронов на каждом шарике.

С рисунком и желательно с объяснением!

Задача 1

Условие: Частица массой 1 мг и зарядом 2 нКл находится в горизонтальном электрическом поле напряженностью 50 В/м. Начальная скорость частицы равна 0, требуется найти расстояние, на которое она переместится за 3 секунды.

1. Запишем известные данные:

   • Масса $m = 1 \text{ мг} = 1 \times 10^{-6} \, \text{кг}$
   • Заряд $q = 2 \text{ нКл} = 2 \times 10^{-9} \, \text{Кл}$
   • Напряженность электрического поля $E = 50 \, \text{В/м}$
   • Начальная скорость $v_0 = 0$
   • Время движения $t = 3 \, \text{с}$

2. Определим силу, действующую на частицу: В однородном электрическом поле на заряженную частицу действует сила, которая определяется формулой:

   $$F = q \cdot E$$

   Подставляем значения:

   $$F = 2 \times 10^{-9} \cdot 50 = 1 \times 10^{-7} \, \text{Н}$$

3. Рассчитаем ускорение частицы: По второму закону Ньютона:

   $$a = \frac{F}{m}$$

   Подставляем полученные значения:

   $$a = \frac{1 \times 10^{-7}}{1 \times 10^{-6}} = 0{,}1 \, \text{м/с}^2$$

4. Найдем перемещение частицы за время $t$: Поскольку начальная скорость равна нулю, перемещение $s$ определяется формулой для равномерно ускоренного движения:

   $$s = \frac{1}{2} a t^2$$

   Подставляем значения:

   $$s = \frac{1}{2} \cdot 0{,}1 \cdot 3^2 = \frac{1}{2} \cdot 0{,}1 \cdot 9 = 0{,}45 \, \text{м}$$

Ответ: Частица переместится на расстояние $0{,}45 \, \text{м}$ (или 45 см) за 3 секунды в горизонтальном электрическом поле.

Задача 2

Условие: Два шарика с одинаковыми отрицательными зарядами находятся на расстоянии 10 см друг от друга и взаимодействуют с силой 0,23 мН. Требуется найти количество избыточных электронов на каждом шарике.

1. Запишем известные данные:

   • Расстояние между шариками $r = 10 \, \text{см} = 0{,}1 \, \text{м}$
   • Сила взаимодействия $F = 0{,}23 \, \text{мН} = 0{,}23 \times 10^{-3} \, \text{Н}$

2. Используем закон Кулона для вычисления зарядов: Сила взаимодействия между зарядами определяется законом Кулона:

   $$F = k \frac{q^2}{r^2}$$

   где $k \approx 9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2$ — электрическая постоянная. Отсюда можно выразить заряд $q$ на каждом шарике:

   $$q = \sqrt{\frac{F \cdot r^2}{k}}$$

   Подставляем значения:

   $$q = \sqrt{\frac{0{,}23 \times 10^{-3} \cdot (0{,}1)^2}{9 \times 10^9}}$$ $$q = \sqrt{\frac{0{,}23 \times 10^{-3} \cdot 0{,}01}{9 \times 10^9}}$$ $$q \approx 5{,}05 \times 10^{-9} \, \text{Кл}$$

3. Найдем количество избыточных электронов: Заряд одного электрона $e \approx 1{,}6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}$. Тогда число электронов $n$ можно найти по формуле:

   $$n = \frac{q}{e}$$

   Подставляем значения:

   $$n = \frac{5{,}05 \times 10^{-9}}{1{,}6 \times 10^{-19}} \approx 3{,}16 \times 10^{10}$$

Ответ: На каждом шарике имеется избыточный заряд, эквивалентный примерно $3{,}16 \times 10^{10}$ электронов.