№1 Какой потенциал имеют точки, расположенные на расстоянии 4 см и 8 см от центра металлической сферы радиусом 5

Тема: Электростатика

Объяснение:
1. Для решения этой задачи используем формулу электростатического потенциала V = k * Q / r, где V - потенциал, k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), Q - заряд объекта, r - расстояние от центра сферы до точки.
Потенциал точки на расстоянии 4 см от центра сферы:
V1 = (9 * 10^9 * 20 * 10^-6) / 0.04 ≈ 45 * 10^3 В
Потенциал точки на расстоянии 8 см от центра сферы:
V2 = (9 * 10^9 * 20 * 10^-6) / 0.08 ≈ 22.5 * 10^3 В

2. Для решения этой задачи используем формулу изменения кинетической энергии электрона в электрическом поле: ΔK = q * ΔV, где ΔK - изменение кинетической энергии, q - заряд электрона, ΔV - разность потенциалов.
ΔK = 1.6 * 10^-19 * 3000 = 4.8 * 10^-16 Дж
Т.к. исходная скорость электрона равна нулю, всю измененную кинетическую энергию превращается в кинетическую энергию электрона:
ΔK = (1/2) * m * v^2, где m - масса электрона, v - скорость электрона.
4.8 * 10^-16 = (1/2) * (9.1 * 10^-31) * v^2
v^2 = (4.8 * 10^-16) * 2 / (9.1 * 10^-31) ≈ 1.05 * 10^15
v ≈ √(1.05 * 10^15) ≈ 3.25 * 10^7 м/с

3. Для решения этой задачи используем формулу для силы, действующей на заряд в электрическом поле: F = q * E, где F - сила, q - заряд, E - напряженность электрического поля.
Сила тяжести равна силе, действующей на каплю масла: Fт = m * g, где m - масса капли масла, g - ускорение свободного падения.
Так как капля находится в состоянии покоя, то сила тяжести должна быть равна силе, действующей на заряд в электрическом поле: Fт = q * E.
m * g = q * E
m = (q * E) / g
Радиус капли масла можно найти, используя формулу радиуса капли масла в зависимости от массы и плотности масла: r = (3 * m) / (4 * π * p), где p - плотность масла.

Пример использования:
1. Расстояние от центра металлической сферы радиусом 5 см до точки A составляет 4 см. Какой потенциал имеет точка A?
2. В электрическом поле разность потенциалов между точками A и B составляет 3000 В. Какую скорость получит электрон, пролетая это расстояние, если его исходная скорость равна нулю?
3. В вертикальном электростатическом поле, созданном двумя пластинами с напряжением 500 В, находится капля масла с зарядом, равным заряду элементарной частицы. Расстояние между пластинами составляет 0,5 см. Каков радиус этой капли масла?

Совет:
Для более глубокого понимания электростатики рекомендуется изучить основные законы Кулона, описывающие взаимодействие между заряженными объектами, а также основные формулы и законы, связанные с электрическим полем и зарядами.

Упражнение:
Точка A находится на расстоянии 6 см от заряда 10 мКл. Какой потенциал имеет точка A?