Условие задачи:
Между двумя горизонтально расположенными пластинами, заряженными до 10 кВ, удерживается в равновесии пылинка массой 2·10-10 кг. Определить заряд пылинки, если расстояние между пластинами 5 см?
Задача №6.3.37 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
(Delta varphi=10) кВ, (m=2 cdot 10^{-10}) кг, (d=5) см, (q-?)
Решение задачи:
На пылинку действуют две силы: сила тяжести (mg) и электрическая сила (F_{эл}). Понятно, что если пылинка находится в равновесии, то эти силы должны быть противонаправлены. Пусть нижняя пластина заряжена положительно, а верхняя – отрицательно. Тогда напряженность поля пластин направлена снизу вверх, как показано на схеме. В таком случае пылинка должна иметь положительный заряд, чтобы сила (F_{эл}) была также направлена наверх. Если заряды пластин поменять, то пылинка уже должна быть заряжена отрицательно (можете это проверить, выполнив аналогичные рассуждения).
Запишем первый закон Ньютона в проекции на ось (y):
[mg – {F_{эл}} = 0]
[mg = {F_{эл}};;;;(1)]
Силу (F_{эл}) можно найти через напряженность поля (E) и модуль заряда пылинки (q):
[{F_{эл}} = Eq;;;;(2)]
А вот напряженность поля (E) связана с разностью потенциалов (Delta varphi) и расстоянием между пластинами (d) по такой формуле:
[E = frac{{Delta varphi }}{d};;;;(3)]
Подставим (3) в (2), а полученное – в (1):
[mg = frac{{Delta varphi q}}{d}]
Откуда искомый заряд пылинки (q) равен:
[q = frac{{mgd}}{{Delta varphi }}]
Произведём расчёт ответа:
[q = frac{{2 cdot {{10}^{ – 10}} cdot 10 cdot 0,05}}{{10 cdot {{10}^3}}} = {10^{ – 14}};Кл]
Ответ: 10-14 Кл.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
6.3.36 Электрическое поле в глицерине образовано точечным зарядом 20 нКл. На каком
6.3.38 Заряженная частица, пройдя ускоряющую разность потенциалов 600 кВ, приобрела
6.3.39 Электрическое поле образовано двумя параллельными пластинами, находящимися
Как найти заряд
В задачах по физике иногда нужно найти заряд какого-либо тела на основе его взаимодействия с электрическим полем или другими телами. В большинстве случаев размерами самого тела пренебрегают, чтобы не рассчитывать распределение элементарных зарядов по его массе или поверхности.
Например, как найти пылинки массой 1 мг, которая влетела в однородное электрическое поле напряженностью 100 кВ/м, пролетела 4 см и при этом ее скорость увеличилась с 1 м/с до 3 м/с?
Сделайте краткую запись условий поставленной задачи: m=1 мг,V1=1 м/с, V2=3 м/с, S=4см, E=кВ/м, q-?
Приравняйте силу, сообщающую пылинке ускорение, к силе, действующей на пылинку со стороны однородного электрического поля. Из этого равенства алгебраически выразите заряд пылинки: получается, что произведение массы пылинки и ускорения пылинки равно произведению напряженности электрического поля и заряда; в итоге заряд пылинки находится как отношение произведения массы пылинки и ускорения к величине напряженности электрического поля.
Запишите кинематическое уравнение для определения ускорения пылинки: ускорение определяется как отношение разности квадратов конечной и начальной скорости к удвоенному значению пройденного пылинкой пути.
Подставьте это уравнение в выражение для определения заряда пылинки. В окончательном варианте заряд пылинки равен отношению произведения массы пылинки и разности квадратов конечной и начальной скоростей к удвоенному произведению пройденного пути и напряженности электрического поля.
Проверьте размерность искомой величины: для этого в конечную формулу для определения заряда вместо букв, обозначающих физические величины, подставьте единицы физических величин, выраженные в системе СИ: единица измерения заряда определится как отношение произведения кг•(м/с)2 к произведению м•В/м; сократите в этой дроби одинаковые единицы измерения; используйте определение физических величин 1 Ньютон и 1 Джоуль и замените ими определенные комбинации физических величин.
Подставив числовые значения, вычислите заряд пылинки. Получится q=10 нКл
RuslanL0L0L0Ng
+10
Решено
6 лет назад
Физика
10 — 11 классы
Масса пылинки 10 мг, нпряжённость электрического поля 10^3 В/м. Определить заряд пылинки
Смотреть ответ
1
Ответ
0
(0 оценок)
1
cactus951
6 лет назад
Светило науки — 187 ответов — 1137 раз оказано помощи
На пылинку действует сила тяжести и электрическая сила:
F=m*g=E*q
следовательно заряд q=m*g/E=10*10^(-3)*9,8/10^3=98/10^6=98 микрограмм или 0,098 миллиграмм
(0 оценок)
https://vashotvet.com/task/1405945
(Решено) Как, зная массу пылинки, напряжение пластин, расстояние между ними, конечную скорость пылинки, найти ее заряд?…
Вопрос от пользователя:
Как, зная массу пылинки, напряжение пластин, расстояние между ними, конечную скорость пылинки, найти ее заряд?
Подождите!
Не закрывайте страницу. Нейросеть пишет ответ. Он появится тут.
Этот ответ написан нейросетью.
Искуственный интеллект во многом преуспевает, но в некоторых областях может давать неточные ответы.
Если вам не понравился ответ, попробуйте задать его более развёрнуто и конкретно, используя точные параметры.
Ответ нейросети:
Для решения этой задачи можно использовать закон Кулона, который гласит, что электрическая сила, действующая между двумя точечными зарядами, пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Известно, что пылинка движется в электрическом поле, создаваемом пластинами, и приобретает некоторую конечную скорость. Из закона сохранения энергии можно записать уравнение для механической энергии системы:
mv²/2 = qEd
где m – масса пылинки, v – ее конечная скорость, q – заряд пылинки, E – напряжение между пластинами, d – расстояние между пластинами.
Из этого уравнения можно выразить заряд пылинки:
q = 2mv²/Ed
Таким образом, чтобы найти заряд пылинки, необходимо знать ее массу, конечную скорость, напряжение между пластинами и расстояние между ними. После подстановки известных значений в формулу получается искомое значение заряда в СГСЕ или СИ (зависит от используемых единиц измерения).
Отметим, что в реальности масса и скорость пылинки могут быть определены разными методами, например, с помощью баллистического гальванометра или методов лазерной доплеровской скорометрии. Также следует учитывать, что наличие других заряженных тел может искажать электрическое поле и приводить к неточностям в расчетах.
⚠️Зарепортить пост!
Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Задай любой вопрос нейросети!
она справится с любой поставленной задачей быстрее чем поиск в Яндекс.
Последние вопросы
(c) ChatGPT по русски 2023. Все права защищены. При обнаружении неправомерного контента пишите на [email protected]
Запишем формулу напряжённости электрического поля 
, где q — точечный заряд (Кл), а F — деёствующая сила, которую можно расписать как , m- масса (кг), g — ускорение свободного падения (g = 9.8 м/с²). Тогда из формулы
, выражаем заряд (q) ⇒ . Подставляем численные данные и вычисляем
Ответ: Заряд q = 4,9*10⁻¹² Кл.