Какой заряд имеет пылинка, масса которой равна 10^-6 кг, если она влетела в однородное электрическое поле с начальной скоростью 0,1 м/с, переместилась на 4 см, и её скорость увеличилась на 0,2 м/с при напряженности поля 105 В/м? Ответ необходимо выразить в пикокулонах (пКл).

Физика 11 класс Электрическое поле и движение заряженных частиц физика 11 класс заряд пылинки масса 10^-6 кг однородное электрическое поле начальная скорость 0,1 м/с перемещение 4 см увеличение скорости 0,2 м/с напряженность поля 105 В/м пикокулоны расчет заряда Новый

Для решения задачи нам нужно определить заряд пылинки, используя законы механики и электродинамики. Давайте разберем шаги решения:

1. Определим изменение кинетической энергии пылинки.
• Начальная скорость пылинки: v₀ = 0,1 м/с.
• Конечная скорость пылинки: v = 0,1 м/с + 0,2 м/с = 0,3 м/с.
• Масса пылинки: m = 10⁻⁶ кг.
• Начальная кинетическая энергия: K₀ = 0,5 * m * v₀² = 0,5 * 10⁻⁶ кг * (0,1 м/с)² = 5 * 10⁻⁹ Дж.
• Конечная кинетическая энергия: K = 0,5 * m * v² = 0,5 * 10⁻⁶ кг * (0,3 м/с)² = 4,5 * 10⁻⁸ Дж.
• Изменение кинетической энергии: ΔK = K - K₀ = 4,5 * 10⁻⁸ Дж - 5 * 10⁻⁹ Дж = 4 * 10⁻⁸ Дж.
2. Определим работу электрического поля над пылинкой.
• Работа, совершенная электрическим полем, равна изменению кинетической энергии: A = ΔK = 4 * 10⁻⁸ Дж.
3. Используем формулу для работы электрического поля.
• Работа электрического поля A = q * E * d, где q — заряд пылинки, E — напряженность поля, d — перемещение.
• E = 105 В/м, d = 4 см = 0,04 м.
• Подставим значения в формулу: 4 * 10⁻⁸ = q * 105 * 0,04.
4. Рассчитаем заряд пылинки.
• q = (4 * 10⁻⁸) / (105 * 0,04) = 9,52 * 10⁻¹¹ Кл.
5. Переведем заряд в пикокулоны.
• 1 пикокулон (пКл) = 10⁻¹² Кл.
• Таким образом, q = 9,52 * 10⁻¹¹ Кл = 95,2 пКл.

Таким образом, заряд пылинки составляет 95,2 пикокулона.