Задание 7.
В электрическом поле на отрицательные заряды действует сила, направленная против вектора напряжённости E. Значит на заданный электрон будет действовать сила, противоположно направленная с вектором скорости. Значит движение "
равнозамедленное прямолинейное".
Задание 8.
Дано:
L = 3 м – длина нити
q = 10 мкКл = 10^(-5) Кл – заряд каждого шарика
2*α = 60° – угол между нитями
α = 30° – половина угла между нитями
Найти:
Массу каждого шарика m - ?
Решение:
Я сделал поясняющий рисунок к задаче.
Проведём линию между цетрами шариков. Она с двумя равными нитями длиной L, между которыми угол 60°, образуют равносторонний треугольник. Тогда расстояние между шариками равно L.
Когда шарики разошлись, они находятся в равновесии, то есть векторная сумма всех действующих сил (тяжести Fт, электростатического отталкивания Fэл и натяжения нити T) на любой из шариков равна нулю. Для определённости я взял левый шарик. Значит сумма векторов Fт и Fэл равна минус вектору T. Это значит, что угол между направлением вектора T и вектором силы тяжести Fт равен α. Значит:
Fэл/Fт = tg(α)
Сила тяжести Fт = m*g.
Силу электрического взаимодействия (отталкивания) одинаковых зарядов q найдём по закону Кулона:
Fэл = k*q²/L², где
k = 9*10^9 Н*м²/Кл² – постоянная величина.
Тогда:
(k*q²/L²)/(m*g) = tg(α)
m = k*q²/(L²*tg(α)*g)
В расчётах единицы измерения не пишу, подставляю всё в СИ, ответ тоже будет в СИ, т.е. килограммы:
m = 9*10^9 * (10^(-5))² / (3² * tg(30°) * 10)
m ≈ 0,0173 кг = 17,3 г
Ответ: 17,3 г.
Задание 9.
Напряжённость точечного заряда q в вакууме на расстоянии r от этого заряда:
E = k*q/r², где
k = 9*10^9 Н*м²/Кл² – постоянная величина;
r = 0,05 м (одинаково для обоих заядов, т.к. посередине между ними).
Т.к. интересующая точка находится между одинаковомыми по знаку зарядами (положительные), то напряжённости поля в ней от каждого из зарядов направлены в разные стороны. Суммарная напряжённость направлена в сторону от наибольшего заряда и равна по модулю разности напряжённостей от каждого:
E = E1 - E2
E = k*q1/r² - k*q2/r²
E = (q1 - q2)*k/r²
E = (8*10^(-8) - 6*10^(-8)) * 9*10^9 / 0,05²
E = 72000 Н/Кл = 72 кН/Кл
Ответ: 72 кН/Кл
