Какое время Δt потребуется, чтобы шарик с зарядом q = 10^-6 Кл и массой m = 40 г, находящийся между двумя непроводящими заряженными пластинами, ударился об одну из пластин, если расстояние между ними d = 10 см и напряженность электрического поля E = 10⁵ В/м?

Физика 11 класс Электрическое поле и силы, действующие на заряд время Δt шарик с зарядом заряд Q масса m непроводящие заряженные пластины расстояние d напряженность электрического поля E физика 11 класс задача по физике движение заряженной частицы электрическое поле расчет времени кинематика сила электрического поля Новый

Чтобы определить время Δt, за которое шарик с зарядом q = 10^-6 Кл и массой m = 40 г (или 0,04 кг) ударится о одну из пластин, нам нужно использовать несколько физических законов.

Первым шагом мы найдем силу, действующую на шарик. Сила, действующая на заряд в электрическом поле, определяется как:

• F_эл. = E * q,

где E — напряженность электрического поля, а q — заряд шарика.

Теперь подставим известные значения:

• E = 10⁵ В/м,
• q = 10^-6 Кл.

Таким образом, сила будет равна:

• F_эл. = 10⁵ * 10^-6 = 0,1 Н.

Теперь, используя второй закон Ньютона, можем найти ускорение a, действующее на шарик:

• a = F_эл. / m,

где m — масса шарика. Подставляем значение массы:

• a = 0,1 Н / 0,04 кг = 2,5 м/с².

Теперь мы знаем, что шарик начинает движение из состояния покоя (начальная скорость v₀ = 0) и перемещается на расстояние d = 10 см (или 0,1 м). Используя формулу для перемещения при равномерно ускоренном движении, мы запишем:

• S = v₀ * t + (a * t²) / 2.

Так как начальная скорость равна нулю, упростим уравнение до:

• S = (a * t²) / 2.

Подставим значение расстояния (S = d) и выразим t:

• 0,1 = (2,5 * t²) / 2.

Упрощаем уравнение:

• 0,1 = 1,25 * t²,

или

• t² = 0,1 / 1,25 = 0,08.

Теперь найдём время:

• t = √0,08 ≈ 0,282 мс.

Таким образом, время Δt, за которое шарик ударится о одну из пластин, составляет примерно 0,282 миллисекунды.