Похожие вопросы
2024-12-16 18:28:20
Шарик с массой 0,4 г и зарядом 0,5 мкКл висит на нити в однородном электрическом поле, где силовые линии расположены горизонтально. На какой угол от вертикали отклонится нить, если напряженность поля составляет 8 кВ/м? Ответ нужно дать в градусах.
Физика 10 класс Электрические поля и силы шарик с зарядом масса шарика однородное электрическое поле напряжённость поля угол отклонения нити физика электрические силы расчет угла отклонения
2024-12-16 18:28:31
Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть силы, действующие на шарик. У нас есть две основные силы:
- Сила тяжести (Fg), направленная вниз, равная mg, где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²).
- Сила электрического поля (Fe), направленная в сторону действия электрического поля, равная qE, где q - заряд шарика, E - напряженность электрического поля.
Шарик будет находиться в равновесии, когда результирующая сила будет равна нулю. Это значит, что проекции сил на вертикальную и горизонтальную оси должны уравновешивать друг друга.
1. Сначала найдем силу тяжести:
- Масса шарика m = 0,4 г = 0,0004 кг.
- Сила тяжести Fg = mg = 0,0004 кг * 9,8 м/с² = 0,00392 Н.
2. Теперь найдем силу, действующую на шарик в электрическом поле:
- Заряд шарика q = 0,5 мкКл = 0,5 * 10^(-6) Кл.
- Напряженность электрического поля E = 8 кВ/м = 8000 В/м.
- Сила электрического поля Fe = qE = (0,5 * 10^(-6) Кл) * (8000 В/м) = 0,004 Н.
3. Теперь мы можем рассмотреть треугольник сил. Сила тяжести направлена вниз, а сила электрического поля направлена горизонтально. Угол отклонения нити от вертикали можно найти с помощью тангенса угла:
tan(θ) = Fe / Fg.
4. Подставим известные значения:
- tan(θ) = 0,004 Н / 0,00392 Н ≈ 1,0204.
5. Теперь найдем угол θ:
- θ = arctan(1,0204).
Используя калькулятор, мы можем найти арктангенс:
- θ ≈ 45,5°.
Таким образом, нить отклонится от вертикали на угол примерно 45,5 градуса.