Какой угол составляет нить, на которой подвешен маленький шарик с зарядом q = 10–8 Кл, в однородном горизонтальном

Тема: Электростатика

Объяснение: Чтобы найти угол, который составляет нить, на которой подвешен шарик с зарядом q в однородном горизонтальном электрическом поле, мы можем использовать закон Кулона и принцип равновесия сил.

Первым шагом у нас есть формула для силы электрического поля (E) в однородном поле:

E = F/q,

где F - сила, q - заряд.

Затем мы знаем, что сила электрического поля направлена вниз по нити. Это будет компенсироваться весом (W), направленным вверх по нити. Таким образом, мы можем записать следующее уравнение равновесия:

F = W.

Сила электрического поля может быть записана как E = qE,

где E - модуль электрического поля.

И вес будет равен W = mg,

где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения.

Теперь мы можем объединить эти уравнения:

qE = mg.

Чтобы найти угол нити (θ), мы можем использовать тангенс:

tan(θ) = E/g.

Подставляя значения, получим:

tan(θ) = (qE)/mg.

И, наконец, чтобы найти угол, нам нужно решить это уравнение для θ.

Пример использования:

Задача: Масса шарика составляет 2 г, а модуль электрического поля равен 5 Н/Кл. Найдите угол нити.

Решение:
Первым делом, получим значения:

m = 2 г = 0.002 кг,
E = 5 Н/Кл,
g ≈ 9.8 м/с^2.

Теперь подставим эти значения в уравнение:

tan(θ) = ((10^(-8) Кл) * (5 Н/Кл))/ ((0.002 кг) * (9.8 м/с^2)).

Решив это уравнение, получим:

θ ≈ 0.027 радиан.

Таким образом, угол нити составляет приблизительно 0.027 радиан.

Совет: Для лучшего понимания темы электростатики, рекомендуется найти дополнительные примеры и задачи, чтобы попрактиковаться в решении подобных задач. Помните о единицах измерения и правильном округлении ответов.

Упражнение: Масса шарика составляет 4 г, а модуль электрического поля равен 3 Н/Кл. Найдите угол нити.