1) На якій відстані розташовані два однакові електричні заряди у маслі з діелектричною проникливістю 2,5
1) На якій відстані розташовані два однакові електричні заряди у маслі з діелектричною проникливістю 2,5, які взаємодіють з такою самою силою, що й у вакуумі на відстані 30 см?
2) Який заряд має друга кулька, яка наблизилася до підвішеної у повітрі кульки з масою 1,0 г та зарядом 9,8-10 " Кл, внаслідок чого нитка відхилилась на 45° від вертикального напряму на відстані 4,0 см?
3) Як зміниться кількість електронів в металевій кульці, яка має негативний заряд, якщо до неї доторкнутися пальцем?
2) Який заряд має друга кулька, яка наблизилася до підвішеної у повітрі кульки з масою 1,0 г та зарядом 9,8-10 " Кл, внаслідок чого нитка відхилилась на 45° від вертикального напряму на відстані 4,0 см?
3) Як зміниться кількість електронів в металевій кульці, яка має негативний заряд, якщо до неї доторкнутися пальцем?
04.03.2024 14:20
Написать свой ответ:
Инструкция:
1) Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя электрическими зарядами прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Мы знаем, что сила вакуума и сила в масле одинаковы, поэтому мы можем записать уравнение:
F = k * ((q1 * q2) / r^2)
где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды электрических зарядов, r - расстояние между ними.
По условию задачи, сила взаимодействия в масле равна силе вакуума:
k * ((q1 * q2) / r^2) = k * ((q1 * q2) / (0,3^2))
У нас одинаковые заряды, поэтому q1 = q2:
k * (q^2 / r^2) = k * (q^2 / (0,3^2))
Сокращаем на k и q^2:
1 / r^2 = 1 / (0,3^2)
1 / r^2 = 1 / 0,09
r^2 = 0,09
r = 0,3 м
Таким образом, два одинаковых заряда находятся на расстоянии 0,3 м.
2) Для решения этой задачи мы можем использовать закон Кулона и уравновешенность силы тяжести с силой электрического взаимодействия.
Сила электрического взаимодействия между двумя зарядами находится по формуле:
F = k * ((q1 * q2) / r^2)
где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды электрических зарядов, r - расстояние между ними.
Согласно условию задачи, мы имеем нить, которая отклоняется на 45°. Это означает, что горизонтальная составляющая силы электрического взаимодействия равна силе тяжести.
F * cos(45°) = m * g
где F - сила взаимодействия, m - масса подвешенной кульки, g - ускорение свободного падения.
Теперь мы можем записать это уравнение с учетом данной информации:
k * ((q1 * q2) / r^2) * cos(45°) = m * g
Заменяем известные значения, такие как q1, r и g:
k * ((q * 9,8 * 10^-10) / (0,04^2)) * cos(45°) = 0,001 * 9,8
Окончательно, мы можем решить это уравнение и найти значение заряда q2.
3) Внешний заряд (например, в виде пальца), касающийся металлического предмета, создает электростатическое поле. По закону сохранения заряда, общая сумма зарядов в системе остается постоянной. Поэтому, если негативно заряженная металлическая кулька касается пальца, то некоторое количество электронов будет перетекать с пальца на кульку, чтобы уравновесить заряды.
Число электронов, перетекших с пальца на кульку, будет зависеть от разницы в зарядах между пальцем и кулькой. Если заряд пальца отрицателен и больше, чем заряд кульки, то произойдет переток электронов с пальца на кульку. Если заряд пальца уже положителен, переток электронов в обратную сторону не произойдет.
Таким образом, при касании кульки пальцем, количество электронов в кульке может измениться в зависимости от разницы зарядов между пальцем и кулькой.