Вопрос задан 22.02.2025 в 21:19. Предмет Физика. Спрашивает Чепурных Ульяна.

В электрическом поле,вектор напряженности которого направлен горизонтально и по модулю равен 2000 В/м,нить с подвешенным на ней маленьким заряженным шариком отклонилась на угол 45 градусов от вертикали.Масса шарика 2,8 г.Чему равен заряд шарика?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Галимов Фанис.

Для решения задачи нужно использовать принцип равновесия сил, действующих на шарик. Рассмотрим силы, которые действуют на шарик:

  1. Сила тяжести (G) — это сила, с которой земля притягивает шарик, направлена вертикально вниз. Её можно вычислить по формуле:

    G=mgG = mg

    где mm — масса шарика, gg — ускорение свободного падения (приблизительно g=9,8м/с2g = 9,8 \, \text{м/с}^2).

    Подставляем значение массы:

    m=2,8г=0,0028кгm = 2,8 \, \text{г} = 0,0028 \, \text{кг} G=0,00289,8=0,02744НG = 0,0028 \cdot 9,8 = 0,02744 \, \text{Н}
  2. Сила электрического поля (Fₑ) — это сила, с которой электрическое поле действует на заряд. Она направлена горизонтально, и её величину можно найти по формуле:

    Fe=qEF_e = qE

    где qq — заряд шарика, EE — напряжённость электрического поля (в данном случае E=2000В/мE = 2000 \, \text{В/м}).

  3. Сила натяжения нити (T) — сила, с которой нить удерживает шарик, направлена вдоль нити, и её величина зависит от угла наклона.

Теперь, для того чтобы шарик находился в равновесии, нужно, чтобы силы, действующие на него, компенсировали друг друга. Рассмотрим компоненты сил:

  • Сила тяжести GG действует вертикально вниз.
  • Сила электрического поля FeF_e действует горизонтально.
  • Сила натяжения нити TT направлена по направлению нити и может быть разложена на две компоненты: вертикальную Tsin(θ)T \sin(\theta) и горизонтальную Tcos(θ)T \cos(\theta), где θ=45\theta = 45^\circ — угол отклонения нити.

Из равновесия по вертикали:

Tsin(θ)=GT \sin(\theta) = G

Из равновесия по горизонтали:

Tcos(θ)=FeT \cos(\theta) = F_e

Делим второе уравнение на первое:

Tcos(θ)Tsin(θ)=FeG\frac{T \cos(\theta)}{T \sin(\theta)} = \frac{F_e}{G} cot(θ)=FeG\cot(\theta) = \frac{F_e}{G}

Так как θ=45\theta = 45^\circ, то cot(45)=1\cot(45^\circ) = 1, и получаем:

FeG=1\frac{F_e}{G} = 1

Отсюда:

Fe=GF_e = G

Теперь подставляем выражения для FeF_e и GG:

qE=mgqE = mg

Отсюда:

q=mgEq = \frac{mg}{E}

Подставляем значения:

q=0,00289,82000=0,027442000=1,372×105Клq = \frac{0,0028 \cdot 9,8}{2000} = \frac{0,02744}{2000} = 1,372 \times 10^{-5} \, \text{Кл}

Таким образом, заряд шарика равен 1,37×105Кл1,37 \times 10^{-5} \, \text{Кл}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос