Две параллельные металлические пластины заряжены одинаковыми по модулю
Обновлено: 02.05.2024
Дата занятия: 18.03- 20.03.2020г. Срок сдачи задания: 30.03 2020г.
Задание необходимо выслать на адрес электронной почты:
Инструкция по выполнению задания:
- текстовый ответ выдать в документе Word с указанием фамилии, имени и № группы;
- фото принимаются в случае выполнения решения задачи в тетради с хорошим разрешением объектива вашего телефона;
- четко прописывать физические величины в системе СИ;
- соблюдать алгоритм решения:
1. Дано/ Найти, Решение;
2. Рисунок, схема (если необходимо);
3. Формула физического закона;
4. Математический вывод расчетной формулы;
5. Подстановка данных в расчетную формулу в системе СИ;
7.Стандартная запись ответа физической величины в системе СИ
Объем задания на 4 академических часа.
Тема: «Взаимодействие заряженных тел.Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.» -2 часа.
План задания:
1.прочитать параграфы 84-88 главы 14 в учебнике «ФИЗИКА 10», Г.Я.Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский, раздел «Электростатика»;
2. выполнить конспект данных параграфов;
3.выполнить тест-опрос 1;
4. решить задачу1.
1. Имеется четыре заряженные частицы. Частицы 1 и 2 обладают положительными электрическими зарядами, частицы 3 и 4 отрицательными зарядами. Какие из этих частиц взаимно отталкиваются?
2. К одному концу незаряженного металлического стержня поднесен без соприкосновения положительный электрический заряд. Если от стержня отделить в это время его второй конец, то какой электрический заряд будет на нем обнаружен?
3. Два точечных электрических заряда q и 2q на расстоянии r друг от друга притягиваются с силой F . С какой силой будут притягиваться заряды 2q и 2q на расстоянии 2r ?
4. Тело, обладающее электрическим зарядом, вследствие явления электростатической индукции притягивает незаряженное тело. Как изменится эта сила притяжения , если незаряженное тело окружить заземленной металлической сферой?
С какой силой взаимодействуют два точечных заряда по 10 нКл, находящиеся на расстоянии 3см друг от друга?
Критерии оценки: вопрос теста-1балл; задача- 1 балл, итог-5 баллов.
Тема: « Электрическое поле. Напряженность поля. Потенциал поля. Разность потенциалов. Проводники в электрическом поле. Диэлектрики в электрическом поле . Электрическая емкость. Конденсатор.»- 2часа.
1.прочитать параграфы 89-91; 93-97; 99-100 главы 14 в учебнике «ФИЗИКА 10», Г.Я.Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский, раздел «Электростатика»;
3.выполнить тест-опрос 2;
4. решить задачу2.
1. Электрический заряд q на расстоянии R от точечного электрического заряда Q обладает потенциальной энергией W . Какой потенциальной энергией будет обладать электрический заряд 2q на расстоянии 3R от заряда Q?
2. Две параллельные металлические пластины заряжены одинаковыми по модулю и противоположными по знаку электрическими зарядами. Между пластинами находится воздух. Как изменится разность потенциалов между пластинами и электроемкость такого конденсатора при уменьшении расстояния между пластинами?
3. Электрическое поле между параллельными разноименно заряженными металлическими пластинами в воздухе обладает энергией W . Какой энергией будет обладать поле между этими пластинами после заполнения пространства между ними диэлектриком с диэлектрической проницаемостью e=4?
4. Электроскоп был заряжен положительно зарядом q .При постепенном приближении к нему стержня из диэлектрика листочки электроскопа сначала опускаются, затем при дальнейшем приближении к нему вновь поднимаются. Каким зарядом Q обладает диэлектрический стержень?
Напряжение на обкладках конденсатора было 100В. При полной разрядке конденсатора через резистор в цепи прошел электрический заряд 0,1Кл. Рассчитать электроемкость конденсатора и количество энергии, выделенное на резисторе.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ 3 страница
Заряд частицы массой m, разгоняющийся разностью потенциалов в электрическом поле из состояния покоя до скорости V, равен:
Два точечных заряда находятся в воздухе. Если расстояние между ними уменьшить вдвое и поместить в диэлектрик с ε = 3 то энергия взаимодействия этих зарядов:
A. уменьшится в 3 раза
B. увеличится в 2 раза
C. уменьшится в 1,5 раза
D. уменьшится в 2 раза
Работу электрического поля по перемещению заряда характеризует выражение:
Если известно, что работа сил электрического поля при перемещении в нем электрического заряда по любой замкнутой траектории равна нулю, то какое это поле?
C. это поле может быть как индукционным, так и электростатическим
D. таким свойством не обладает ни одно электрическое поле
Понятие «электрическая напряженность» определяет выражение:
А. физическая величина, характеризующая способность тела к электрическим взаимодействиям
B. вид материи, главное свойство которой – действие на тела, обладающие массой, с некоторой силой
C. вид материи, главное свойство которой – действие на тела, обладающие электрическим зарядом, с некоторой силой
D. физическая величина, характеризующая силовое действие поля на электрический заряд в 1 Кл в данной точке поля
Е. физическая величина, характеризующая способность поля совершать работу по переносу электрического заряда в 1 Кл из одной в другую точку поля
A. может быть разделен как угодно мелко
B. кратен 1,6·10 -19 Кл
D. кратен величине, зависящей от конкретной частицы
E. зависит от массы частицы
Напряженность однородного электрического поля, в котором заряд величиной (-2е) и массой 4m движется с ускорением равна:
По рисунку силовых линий можно судить:
A. только о направлении поля
B. только о величине напряженности поля
C. о направлении и о величине напряженности поля
D. ни о чем судить нельзя
E. о свойствах поля
Электроны в радиолампе ускоряются до энергии 500эВ. Их скорость у анода равна:
$$$D
Нейтральная водяная капля разделилась на две. Первая из них обладает +q. Каким зарядом обладает вторая капля?
Модуль напряженности электрического поля в точке, где находится заряд
10 -7 Кл равен 5 В/м. Определите силу, действующую на заряд.
Пусть заряд переместился в однородном поле напряженностью Е=2 В/м вдоль линии 0.2 м. Найти разность потенциалов.
Укажите условие однородности электрического поля.
Какое из перечисленных свойств электростатического поля указывает на то, что оно является потенциальным?
А. Поле оказывает силовое воздействие на заряженные тела.
B. Работа при перемещении заряда равна нулю для замкнутого контура.
C. Электростатическое поле обладает энергией.
D. Напряженность поля в каждой точке одинакова.
Во сколько раз надо изменить расстояние между точечными электрическими зарядами при увеличении одного из них в 4 раза, чтобы сила взаимодействия осталось прежней?
A. уменьшится в 2 раза
C. увеличится в 3 раза
D. уменьшится в 4 раза
E. увеличится в 4 раза
Теорема Остроградского – Гаусса для потока вектора напряженности через любую замкнутую поверхность, охватывающую заряды.
Напряженность электрического поля, создаваемого заряженной сферой радиуса R на расстоянии от центра сферы.
Потенциальная энергия заряда , находящегося на расстоянии r от точечного заряда q.
Потенциал заряженной сферической поверхности радиуса R.
Потенциал электростатического поля возрастает в направлении снизу вверх. Куда направлен вектор напряженности поля?
E. не имеет значения
Электроемкость уединенной металлической сферы радиуса R, находящийся в бесконечной среде с диэлектрической проницаемостью .
Как изменится электроемкость плоского воздушного конденсатора, если его опускают в керосин с диэлектрической проницаемостью .
D. увеличится в 4 раза
E. уменьшится в 4 раза
На проводнике находится заряд 10 мкКл. Потенциал проводника 5 В. Чему равна емкость проводника ?
По какой формуле определяется величина диэлектрической проницаемости , если Е0- поле в вакууме, Е- поле в среде ?
Плоский воздушный конденсатор подключен к источнику тока. Как изменится энергия конденсатора при уменьшении расстояния между пластинками в 2 раза?
A. увеличится в 2 раза
C. уменьшится в 2 раза
На корпусе конденсатора написано: 100 мкФ, 200 В. Какую максимальную энергию можно сообщить конденсатору?
А. данных недостаточно для ответа на вопрос
Какую тормозящую разность потенциалов надо создать, чтобы электрон, летящий со скоростью V, остановился?
Во сколько раз надо изменить расстояние между двумя точечными зарядами при переносе их из керосина в воздух, чтобы энергия взаимодействия зарядов осталась прежней? (для керосина ε=2)
A. уменьшить в 3 раза
B. увеличить в 2 раза
C. уменьшить в 1,5 раза
D. уменьшить в 2 раза
E.расстояние надо оставить неизменным
Два точечных заряда 6q и 2q взаимодействуют с силой 0,3 Н. Чему будет равна сила после того, как заряды соединили и развели на прежнее расстояние?
Как зависит напряженность равномерно заряженной длинной нити от расстояния до нее?
E. напряженность от расстояния не зависит
Какое из перечисленных ниже свойств относится только к электростатическому полю, но не к индукционному электрическому: 1 – непрерывность в пространстве; 2 – линии напряженности не связаны с электрическими зарядами; 3 – работа сил поля при перемещении заряда по любому замкнутому пути равна нулю; 4 – поле обладает запасом энергии; 5 – работа сил поля при перемещении заряда по замкнутой траектории может быть не равна нулю?
Какое из приведенных ниже выражений определяет понятие «электрическое поле»?
Во сколько раз изменится сила взаимодействия между двумя точечными зарядами, если их перенести из глицерина (e = 31) в керосин (e = 2), оставив расстояние между ними неизменным?
B. уменьшится в 2 раза
C. увеличится в 15,5 раза
D. уменьшится в 15,5 раза
В каком направлении относительно вектора напряженности однородного электрического поля будет двигаться электрон, находящийся первоначально в состоянии покоя?
A. по направлению вектора напряженности
B. против направления вектора напряженности
C. перпендикулярно вектору напряженности
D. движения не будет
E. направление определить невозможно
Каков заряд частицы массой m, разгоняющейся разностью потенциалов в электрическом поле из состояния покоя до скорости V?
Два точечных заряда находятся в воздухе. Как изменится энергия взаимодействия этих зарядов, если расстояние между ними уменьшить вдвое и поместить в диэлектрик с ε = 3?
Какое из приведенных ниже выражений характеризует работу электрического поля по перемещению заряда?
Два точечных заряда 6q и -2q взаимодействуют с силой 0,3 Н. Чему равна сила после того, как заряды соединили и развели на прежнее расстояние?
Конденсатор емкостью 50 мкФ имеет рабочее напряжение 300 В. Определите заряд, который будет иметь одна из обкладок конденсатора, если конденсатор эксплуатируется в рабочем режиме?
Какое из приведенных ниже выражений определяет понятие «электрическая напряженность»?
Определите напряженность однородного электрического поля, в котором заряд величиной (-2е) и массой 4m движется с ускорением .
D. об источнике поля
E. никакой информации такой рисунок не дает
Определите скорость частицы массой 2m и зарядом -е, для которой «запирающая» разность потенциалов равна .
Во сколько раз надо изменить величину одного из двух точечных зарядов, чтобы при уменьшении расстояния между ними в 3 раза энергия взаимодействия оставалась прежней?
E. увеличить в 3 раза
Какое из приведенных ниже выражений характеризует напряжение между двумя точками в однородном электрическом поле?
Какая из приведенных формул позволяет рассчитать емкость изолированного заряженного проводника в общем виде?
Какими из перечисленных ниже свойств обладают электростатическое и индукционное электрическое поле: 1-непрерывность в пространстве, 2-линии напряженности обязательно связаны с электрическими зарядами, 3-работа сил поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю, 4-поле обладает запасом энергии, 5-работа сил поля при перемещении заряда по замкнутому контуру может быть не равна нулю?
Какая из приведенных ниже записей является математическим выражением закона сохранения заряда?
E. закон имеет лишь словесную формулировку
На чем основывается физически принцип электростатической защиты?
A. происходит нейтрализация противоположных по знаку электрических зарядов в проводящей части приспособления
B. электрический заряд находится на поверхности проводника
C. напряженность электрического поля внутри проводника равна нулю
D. происходит наведение электрического заряда в проводящей части приспособления
E. происходит отвод образующегося статического заряда
Положительный заряд, движущийся с постоянной скоростью, попадает в однородное электрическое поле сонаправленно его линиям напряженности. Какие изменения произойдут в движении заряда?
A. движение прекратится
B. скорость увеличится
C. скорость уменьшится
D. изменений не произойдет
E. характер движения установить нельзя
Во сколько раз надо изменить величину одного из двух точечных зарядов, чтобы при уменьшении расстояния между ними в 3 раза энергия взаимодействия оставалась бы одинаковой?
E. энергия взаимодействия не зависит от величины зарядов
Какая из приведенных ниже записей выражает напряженность электрического поля?
Какая из приведенных ниже формул выражает принцип суперпозиции полей?
Какая из приведенных ниже формул позволяет рассчитать силу взаимодействия точечных зарядов?
Какая из приведенных ниже формул определяет разность потенциалов между точками электрического поля?
Эквипотенциальной поверхностью называют….
A. поверхность, потенциалы точек которой одинаковы
B. любую заряженную поверхность
C. поверхность правильной геометрической формы
D. поверхность, кривизна которой уменьшается в некотором направлении
E. любую металлическую поверхность
Точечным зарядом называют заряженное тело, если…
A. заряд, сообщенный телу, распределен по всему объему тела
B. оно имеет сферическую форму
C. его геометрическими размерами можно пренебречь по сравнению с размерами других заряженных тел
D. заряд его сосредоточен в центре тела
E. такого заряда не существует
Два точечных электрических заряда q и 2q на расстоянии r друг от друга притягиваются с силой F. С какой силой будут притягиваться заряды 2q и 2q на расстоянии 2r?
Две параллельные металлические пластины заряжены одинаковыми по модулю и противоположными по знаку электрическими зарядами. Между пластинами находится воздух. Как изменится разность потенциалов между пластинами и электроемкость конденсатора при уменьшении расстояния между пластинами?
A. разность потенциалов увеличится, электроемкость увеличится
B. разность потенциалов увеличится, электроемкость уменьшится
C. разность потенциалов уменьшится, электроемкость увеличится
D. разность потенциалов не изменится, электроемкость увеличится
E. разность потенциалов не изменится, электроемкость уменьшится
Электрическое поле между параллельными разноименно заряженными металлическими пластинами в воздухе обладает энергией W. Какой энергией будет обладать поле между этими пластинами после заполнения пространства между ними диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε=4?
Напряжение на обкладках конденсатора было 100 В. При полной разрядке конденсатора через резистор в цепи прошел электрический заряд 0,1 Кл. Какова электроемкость конденсатора и какое количество энергии выделилось на резисторе?
Один электрон движется со скоростью V к другому неподвижному свободному электрону. На какое минимальное расстояние он может к нему приблизиться?
E. электроны не могут приблизиться друг к другу, т.к. заряжены оба отрицательно
К десяти контактам подключены конденсаторы таким образом, что каждая пара контактов соединена одним конденсатором электроемкостью 100пФ. Какая электроемкость будет измерена при подключении измерительного прибора к любой паре конденсаторов?
Какое из приведенных ниже выражений является математической записью закона Ома в дифференциальной форме?
14 группа, ФИЗИКА, дата 24.03.2020г
Две параллельные металлические пластины заряжены одинаковыми по модулю
Тип 12 № 28084Два одинаковых положительных точечных заряда расположены в вакууме и отталкиваются друг от друга с силами 40 мкН. На каком расстоянии друг от друга находятся эти заряды? Ответ дайте в метрах.
Из закона Кулона следует, что расстояние между зарядами
Тип 28 № 30002В однородном электрическом поле с напряжённостью E = 18 В/м находятся два точечных заряда: Q = −1 нКл и с массами M = 5 г и m = 10 г соответственно (см. рисунок). На каком расстоянии d друг от друга находятся заряды, если их ускорения совпадают по величине и направлению? Сделайте рисунок с указанием всех сил, действующих на заряды. Силой тяжести пренебречь.
1. Направим ось Ox по напряжённости электрического поля На заряд q действуют две электрические силы: со стороны однородного поля и сила Кулона со стороны другого заряда. На заряд Q действуют сила со стороны однородного поля и сила Кулона со стороны заряда q.
2. В соответствии со вторым законом Ньютона в проекциях на ось Ox имеем:
Тогда из соотношений (1) и (2) и условия задачи получим:
3. Подставляя в (3) выражения для электрических сил, получим:
Тип 16 № 27952Положительно заряженная пылинка, движущаяся со скоростью, намного меньшей скорости света, влетает в пространство между пластинами заряженного плоского конденсатора так, как показано на рисунке. Пылинка пролетает через конденсатор. Действием сил тяжести и трения, а также искажениями электрического поля вблизи краев пластин конденсатора можно пренебречь.
Как изменятся за время пролёта через конденсатор модуль импульса пылинки и расстояние от пылинки до положительно заряженной пластины конденсатора, если увеличить напряжение между его пластинами?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.
до положительно заряженной пластины
Электрическое поле, созданное двумя заряженными пластинами, имеет напряженность, вектор которого направлен вертикально вниз. Так как частица положительная, то на нее действует сила электрического поля F = qE, направленная вертикально вниз.
Напряженность поля равна Под действием этой силы по второму закону Ньютона частица движется с ускорением
вектор которого сонаправлен с вектором силы. Проекция ускорения на ось Ох равна нулю, поэтому движение по горизонтальной оси равномерное со скоростью, равной начальной. По оси Оу движение равноускоренное, скорость меняется по закону
При вылете скорость заряженной частицы равна
Из данного выражения видно, что при увеличении напряжения между пластинами скорость вылета частицы увеличивается (1).
При вылете частицы из электрического поля происходит отклонение от первоначального направления на угол, тангенс которого
При увеличении напряжения увеличивается угол отклонения, следовательно, увеличивается расстояние от положительной частицы (1).
Тип 16 № 27986Отрицательно заряженная пылинка, движущаяся со скоростью, намного меньшей скорости света, влетает в пространство между пластинами заряженного плоского конденсатора так, как показано на рисунке. Пылинка пролетает через конденсатор. Действием сил тяжести и трения, а также искажениями электрического поля вблизи краев пластин конденсатора можно пренебречь.
Электрическое поле, созданное двумя заряженными пластинами, имеет напряженность, вектор которого направлен вертикально вниз. Так как частица отрицательная, то на нее действует сила электрического поля F = qE, направленная вертикально вверх.
При увеличении напряжения увеличивается угол отклонения, следовательно, уменьшается расстояние от положительной пластины (2).
Тип 12 № 27948Два маленьких одинаковых металлических шарика, имеющие заряды 4 мкКл и 6 мкКл, взаимодействуют в вакууме с силой 0,24 Н. Какой будет сила взаимодействия между этими шариками, если их привести в соприкосновение, а потом разнести на прежнее расстояние друг от друга?
Ответ запишите в Ньютонах.
По закону сохранения заряда при соприкосновении Учитывая, что шарики одинаковые, Тогда у шариков после соприкосновения будет заряд По закону Кулона сила взаимодействия до соприкосновения а после соприкосновения
Тогда сила будет равна
Тип 12 № 27982Два маленьких одинаковых металлических шарика, имеющие заряды 2 мкКл и 8 мкКл, взаимодействуют в вакууме с силой 0,16 Н. Какой будет сила взаимодействия между этими шариками, если их привести в соприкосновение, а потом разнести на прежнее расстояние друг от друга?
Тип 12 № 20888Заряды 10 и 16 нКл расположены на расстоянии 7 мм друг от друга. Какая сила будет действовать на заряд 2 нКл, помещенный в точку, удаленную на 3 мм от меньшего заряда и на 4 мм от большего? Ответ запишите в мН.
Все заряды будут находиться на одной линии, так как
Искомая сила определяется выражением
Из закона Кулона
Тип 28 № 29876Два точечных заряда и с массами и соответственно помещены в однородное электростатическое поле на расстоянии м друг от друга. При каком значении E заряды будут двигаться в одном направлении с одинаковыми ускорениями? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на заряды.
1. На каждый из шариков действует силы Кулона, которые по третьему закону Ньютона направлены противоположно, и равные Со стороны электрического поля с напряженностью E на заряды действуют силы направленная противоположно вектору напряженности, и сонаправленная с вектором напряженности.
2. Изобразим действующие силы на рисунке (см. рис.).
По условию шарики движутся с равными по модулю и одинаковыми по направлению ускорениями. Запишем второй закон Ньютона для каждого шарика:
3. Объединим все формулы и решим систему уравнений. Получим, что напряженность поля
Аналоги к заданию № 29754: 29871 29876 Все
Тип 28 № 2996Электрон влетает в плоский конденсатор со скоростью параллельно пластинам (см. рис.), расстояние между которыми d.
На какой угол отклонится при вылете из конденсатора вектор скорости электрона от первоначального направления, если конденсатор заряжен до разности потенциалов ? Длина пластин Действием на электрон силы тяжести пренебречь.
Рисунок не обязателен
1) Зависимость координат электрона от времени с учетом начальных условий:
2) Уравнение для проекции скорости: ;
3) В момент вылета из конденсатора поэтому
По второму закону Ньютона так как
Тип 28 № 3659Два точечных заряда и находящиеся на расстоянии друг от друга, притягиваются с силой Сумма зарядов равна Чему равны модули этих зарядов? Ответ округлите до десятых долей мкКл.
Поскольку заряды притягиваются, знаки и различны. Будем считать, что a Из условия следует, что
Согласно закону Кулона где .
Из написанных уравнений получаем:
причем перед корнем следует выбрать знак « + », так как Окончательно имеем:
Подставляя числовые данные и проверяя размерность, получаем:
Тип 28 № 7987Два шарика с зарядами Q = –1 нКл и q = 5 нКл соответственно, находятся в однородном электрическом поле с напряженностью Е = 18 В/м, на расстоянии r = 1 м друг от друга. Масса большего шарика равна M = 5 г. Определите, какую массу должен иметь маленький шарик, чтобы они двигались с прежним между ними расстоянием и с постоянным по модулю ускорением.
Запишем второй закон Ньютона для каждой частицы:
В проекции на ось Ox:
На заряды со стороны электрического поля действуют силы F1 = |Q|E и F2 = |q|E, по закону Кулона Тогда получаем:
Здравствуйте, в решении данной задачи даны массы тел, а в решении не учитывается сила тяжести. Почему?
Наличие или отсутствие силы тяжести (возможно, действие задачи происходит не на Земле, а в далёком космосе) не влияет на решение. Горизонтальная составляющая силы тяжести равна нулю, а в вертикальном направлении она сообщает шарикам одинаковое ускорение (g).
Можете пояснить, как направлены силы, действующие на шарики? Ведь на большой шарик действует кулоновская сила влево со стороны линий напряженности и сила взаимодействия зарядов, направленная вправо. На маленький же шарик действует кулоновская сила вправо и сила взаимодействия зарядов влево. Вы ведь не используете заряды в модулях .
Сила, действующая на большой шарик со стороны электрического поля, направлена влево, её проекция на горизонтальную ось отрицательна:
Сила притяжения к маленькому шарику направленная вправо, её проекция положительна:
Аналогично для маленького шарика.
У вас неправильно определены проекции сил, так как QE должно быть отрицательно. Если я не прав, то объясните, как вы получили эти проекции сил.
Тип 12 № 8008С какой силой взаимодействуют в вакууме два маленьких заряженных шарика, находящихся на расстоянии 4 м друг от друга? Заряд каждого шарика 8 · 10 −8 Кл. Ответ выразите в микроньютонах.
Точечные заряды взаимодействую с силой
Тип 24 № 3067Около небольшой металлической пластины, укрепленной на изолирующей подставке, подвесили на длинной шелковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного выпрямителя, подав на нее положительный заряд, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его, указав, какими физическими явлениями и закономерностями оно вызвано.
1) Гильза притянется к пластине, коснется ее, а потом отскочит и зависнет в отклоненном состоянии.
2) Под действием электрического поля пластины изменится распределение электронов в гильзе и произойдет ее электризация: та ее сторона, которая бли- же к пластине (левая), будет иметь отрицательный заряд, а противоположная сторона (правая) — положительный. Поскольку сила взаимодействия заряжен- ных тел уменьшается с ростом расстояния между ними, притяжение к пласти- не левой стороны гильзы будет больше отталкивания правой стороны гильзы. Гильза будет притягиваться к пластине и двигаться, пока не коснется ее.
3) В момент касания часть электронов перейдет с гильзы на положительно заряженную пластину, гильза приобретет положительный заряд и оттолкнется от теперь уже одноименно заряженной пластины.
4) Под действием силы отталкивания гильза отклонится вправо и зависнет в положении, когда равнодействующая силы электростатического отталкивания, силы тяжести и силы натяжения нити станет равна нулю.
Тип 28 № 10436Пылинка массой m = 10 −6 г и зарядом q = −1,8 · 10 −11 Кл влетает в электрическое поле вертикального плоского конденсатора в точке, находящейся посередине между его пластинами (см. рис., вид сверху). Длина пластин конденсатора l = 10 см. Минимальная скорость, при которой пылинка вылетит из конденсатора, составляет υ = 30 м/с. Найдите расстояние между пластинами, если напряженность электрического поля конденсатора E = 50 кВ/м.
Со стороны поля, на пылинку действует сила Под действием этой силы отрицательно заряженная пылинка притягивается к положительной пластине конденсатора и отталкивается от отрицательной, траектория движения при этом будет иметь вид параболы. Запишем второй закон Ньютона в проекции на ось, перпендикулярную пластинам
Рассмотрим движение частицы в электрическом поле конденсатора, выбрав оси: Ox вдоль пластины, Oy перпендикулярно вниз на рисунке. Так как пылинка отрицательная, то вектор электрической силы противоположно направлен вектору напряженности (вверх), по второму закону Ньютона вектор ускорения сонаправлен с вектором силы. Таким образом, движение в поле конденсатора по оси Ox - равномерное со скоростью υ, перемещение sx равно длине пластин l. По оси Oy движение равноускоренное, причем проекция начальной скорости на ось Oy равна 0, перемещение
Вдоль пластин частица движется равномерно со скоростью υ. Время полета в конденсаторе составляет За это время пылинка сместится в сторону пластины на
Частица вылетит из конденсатора, при условии, что Подставим данное условие в формулу для смещения и выразим расстояние между пластинами конденсатора:
Аналоги к заданию № 2990: 10436 Все
Полагаю, тут нужно учитывать силу тяжести. Она, если смотреть на степень, не так уж и мала.
Дан вид сверху — в проекции на горизонтальную плоскость g = 0.
Тип 28 № 11954Маленький шарик массой m с зарядом q = 5 нКл, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной l = 0,8 м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле с модулем напряжённости поля (см. рис.). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол α = 30°, модуль скорости шарика υ = 0,9 м/с. Чему равна масса шарика m? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Систему отсчёта, связанную с Землёй, будем считать инерциальной. На шарик действуют вертикальная сила тяжести горизонтальная сила со стороны электрического поля и вдоль нити сила её натяжения (см. рис.).
По теореме об изменении кинетической энергии материальной точки в ИСО, Работа силы равна нулю, так как эта сила в любой момент времени перпендикулярна скорости шарика.
Силы и потенциальны, поэтому их работа при переходе из начальной точки в конечную не зависит от выбора траектории.
Выберем траекторию перехода в виде двух последовательных шагов: сначала из исходного положения вверх на расстояние h, затем по горизонтали на расстояние b в конечное положение. На этой траектории сумма работ силы тяжести и силы со стороны электрического поля:
В результате получаем:
Тип 3 № 510Тело массой 2 кг под действием силы F перемещается вверх по наклонной плоскости на расстояние расстояние тела от поверхности Земли при этом увеличивается на
Вектор силы F направлен параллельно наклонной плоскости, модуль силы F равен 30 Н. Какую работу при этом перемещении совершила сила тяжести? (Ответ дайте в джоулях.) Ускорение свободного падения примите равным коэффициент трения
Работа силы определяется как скалярное произведение вектора силы и вектора перемещения тела. Следовательно, сила тяжести при подъеме тела вверх по наклонной плоскости совершила работу ( — угол при основании наклонной плоскости)
Альтернативный способ решения.
Сила тяжести mg относится к типу сил, называемых потенциальными. Эти силы обладают таким свойством, что их работа по любому замкнутому пути всегда равна нулю (это можно считать определением). В качестве других примеров потенциальных сил можно упомянуть силу упругости, подчиняющуюся закону Гука кулоновскую силу взаимодействия зарядов силу всемирного тяготения (как обобщение простой силы тяжести) Примером непотенциальной силы, то есть не обладающей вышеописанным свойством, может служить, например, сила трения.
Как легко заметить, для всех сил, которые здесь названы потенциальными определена величина потенциальной энергии: mgh — для силы тяжести, — для силы упругости, — для сил кулоновского взаимодействия, и, наконец, — для силы всемирного тяготения. Оказывается, что именно замечательное свойство потенциальных сил, легшее в основу их определения, и позволяется ввести для них понятия соответствующих потенциальных энергий. В общем случае это делается следующим образом. Пусть при переносе тела из точки 1 в точку 2 потенциальная сила совершила работу Тогда, по определению, говорят, что разность значений соответствующей потенциальной энергии в точках 2 и 1 равна Поскольку это определение содержит всегда только разность потенциальных энергий в двух точках, потенциальная энергия всегда оказывается определенной с точностью до константы. Это должен быть хорошо известный вам факт. Применим теперь это к данной задаче.
Нам требуется найти работу силы тяжести, для силы тяжести мы знаем, что такое потенциальная энергия. По выписанной ранее формуле получаем. Что искомая работа равна изменению потенциальной энергии тела, взятой со знаком минус. Высота тела над поверхностностью Земли увеличилась на следовательно, его энергия увеличилась на
А значит, работа силы тяжести равна
В качестве закрепления материала, предлагаю рассмотреть следующую задачу. С поверхности Земли стартует ракета массой Определите, какую работу совершит сила притяжения со стороны Земли к тому моменту, когда ракета будет находиться на расстоянии двух земных радиусов от центра Земли.
Использовать в лоб формулу «» не удастся, поскольку сила притяжения уменьшается по мере удаления от Земли, единственный шанс применить эту формулу — начать интегрировать. Мы это оставим и попробуем ещё раз применить наши знания. Сила притяжения к Земле является потенциальной. Для неё мы знаем величину потенциальной энергии. Определим на сколько изменится потенциальная энергия ракеты.
Следовательно, сила притяжения совершила работу
Как и ожидалось, эта работа отрицательна.
Пример для самостоятельного разбора:
Пружина жесткостью 10 Н/м растянута на 5 см, какую работу совершит сила упругости при её растяжении ещё на 5 см?
Читайте также: