Задача. Пылинка, имеющая заряд 10-11 Кл, влетела в однородное электрическое поле в направлении против его силовых линий с начальной скоростью 0,3 м/с и переместилась на расстояние 4 см. Какова масса пылинки, если её скорость уменьшилась на 0,2 м/с при напряжённости поля 105 В/м? Силой тяжести и сопротивлением воздуха пренебречь.

Физика 10 класс Электрические поля и силы пылинка заряд электрическое поле скорость пылинки напряжённость поля масса пылинки физика задачи движение в поле сила сопротивления изменение скорости однородное поле Новый

Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон сохранения энергии и формулы для силы, действующей на заряженную частицу в электрическом поле.

Давайте разберем задачу шаг за шагом:

1. Определим силу, действующую на пылинку в электрическом поле.

Сила, действующая на заряд в электрическом поле, рассчитывается по формуле:

F = q * E

где:

• F - сила,
• q - заряд (10^-11 Кл),
• E - напряженность электрического поля (10⁵ В/м).

Подставим значения:

F = 10^-11 * 10⁵ = 10^-6 Н.

2. Определим изменение скорости пылинки.

Начальная скорость пылинки v₀ = 0,3 м/с, конечная скорость v₁ = 0,3 м/с - 0,2 м/с = 0,1 м/с. Изменение скорости:

Δv = v₁ - v₀ = 0,1 м/с - 0,3 м/с = -0,2 м/с.

3. Используем второй закон Ньютона для нахождения массы пылинки.

Согласно второму закону Ньютона, сила равна произведению массы на ускорение:

F = m * a.

Сначала найдем ускорение pылинки. Ускорение можно определить через изменение скорости и время:

a = Δv / t.

Однако у нас нет времени. Мы можем воспользоваться формулой для равномерно ускоренного движения:

v₁² = v₀² + 2 * a * s,

где s - перемещение (4 см = 0,04 м).

Подставим известные значения:

(0,1)² = (0,3)² + 2 * a * 0,04.

0,01 = 0,09 + 0,08a.

Теперь решим это уравнение для a:

0,01 - 0,09 = 0,08a

-0,08 = 0,08a

a = -0,08 / 0,08 = -1 м/с².

4. Теперь можем найти массу пылинки.

Подставим значение силы и ускорения в уравнение F = m * a:

10^-6 = m * (-1).

m = 10^-6 / -1 = 10^-6 кг.

Ответ: Масса пылинки составляет 10^-6 кг или 1 мг.