Какой заряд имеет металлический шарик, если его подвеска на пружине в однородном вертикальном электрическом поле с напряженностью 400 Н/Кл привела к увеличению растяжения пружины на 10 см, а жесткость пружины равна 200 Н/м?

Физика 11 класс Электрическое поле заряд металлического шарика пружина электрическое поле растяжение пружины жесткость пружины физика 11 класс Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать два основных закона: закон Гука для пружины и закон Кулона для электрического поля.

1. Определим силу, действующую на шарик из-за растяжения пружины.

• Сила, действующая на пружину, определяется по формуле: F = k * x, где:
• F - сила,
• k - жесткость пружины,
• x - увеличение растяжения пружины.
• В нашем случае k = 200 Н/м, а x = 10 см = 0,1 м.
• Подставляем значения: F = 200 Н/м * 0,1 м = 20 Н.

2. Теперь определим силу, действующую на шарик в электрическом поле.

• Сила, действующая на заряд в электрическом поле, определяется по формуле: F = E * q, где:
• F - сила,
• E - напряженность электрического поля,
• q - заряд.
• В нашем случае E = 400 Н/Кл.

3. Так как шарик находится в равновесии, силы, действующие на него, равны.

• Сила растяжения пружины равна силе, действующей на шарик в электрическом поле:
• 20 Н = 400 Н/Кл * q.

4. Теперь решим уравнение относительно заряда q:

• q = 20 Н / 400 Н/Кл.
• q = 0,05 Кл.

Таким образом, заряд металлического шарика составляет 0,05 Кл.