В однородном горизонтальном электрическом поле с напряженностью E на шелковой нити подвешен шарик с зарядом q. Нить с шариком отклонилась на угол x. Как можно найти массу шарика M?

Физика 11 класс Электрическое поле физика 11 класс однородное электрическое поле напряженность E заряд Q отклонение угла x масса шарика M расчет массы шарика электрическая сила сила тяжести уравновешенные силы Новый

Для нахождения массы шарика M в условиях, описанных в задаче, необходимо рассмотреть силы, действующие на шарик, и воспользоваться законами механики и электростатики. Давайте разберем шаги решения:

1. Определение сил, действующих на шарик:
   • На шарик действуют три силы: сила тяжести (Mg), сила натяжения нити (T) и сила, действующая на заряд в электрическом поле (F).
   • Сила тяжести направлена вниз и равна Mg, где M - масса шарика, g - ускорение свободного падения.
   • Сила, действующая на заряд в электрическом поле, равна F = qE, где q - заряд шарика, E - напряженность электрического поля.
2. Анализ равновесия шарика:
   • Шарик находится в равновесии, поэтому сумма проекций сил на вертикальную и горизонтальную оси должна быть равна нулю.
   • Рассмотрим вертикальную проекцию: T * cos(x) = Mg (1).
   • Теперь рассмотрим горизонтальную проекцию: T * sin(x) = qE (2).
3. Выразим силу натяжения T:
   • Из уравнения (1) выразим T: T = Mg / cos(x).
   • Подставим это значение в уравнение (2): (Mg / cos(x)) * sin(x) = qE.
4. Упростим уравнение:
   • Упростим уравнение: Mg * tan(x) = qE.
   • Теперь выразим массу M: M = (qE) / (g * tan(x)).

Таким образом, мы нашли массу шарика M, используя известные величины: заряд q, напряженность электрического поля E, ускорение свободного падения g и угол отклонения x. Важно помнить, что угол x должен быть измерен в радианах, если вы используете тригонометрические функции в вычислениях.