3.15. Что нужно сделать, чтобы определить силу натяжения нити, когда шарик отклонится от вертикали на максимальный

Содержание вопроса: Сила натяжения нити в горизонтальном электрическом поле

Инструкция: Чтобы определить силу натяжения нити в этой задаче, мы должны учесть две силы, действующие на шарик: силу тяжести и силу электрического поля.

Сила тяжести, действующая на шарик, равна произведению его массы на ускорение свободного падения и направлена вниз. В данном случае, масса шарика составляет 25 мг, что равно 0.025 г (или 0.025 * 10^-3 кг), а ускорение свободного падения обычно принимается равным 9.8 м/с^2.

Сила электрического поля, действующая на заряженный шарик, равна произведению его заряда на напряженность электрического поля и направлена в сторону поля. Заряд шарика составляет 7 мкКл (или 7 * 10^-6 Кл), а напряженность поля равна 35 В/м.

Поскольку шарик находится в равновесии, сила натяжения нити должна быть равна сумме сил тяжести и электрического поля:

F_натяжения = F_тяжести + F_электрического поля

F_тяжести = m * g, где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения

F_электрического поля = q * E, где q - заряд шарика, E - напряженность электрического поля

Подставляя значения, получаем:

F_натяжения = 0.025 * 10^-3 * 9.8 + 7 * 10^-6 * 35

Выполняя вычисления, мы получаем силу натяжения нити.

Пример: В задаче 3.15, для определения силы натяжения нити, необходимо использовать следующие значения: масса шарика - 25 мг (0.025 г), заряд - 7 мкКл (7 * 10^-6 Кл) и напряженность электрического поля - 35 В/м. Подставьте эти значения в формулы, чтобы найти силу натяжения нити.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется знать основы работы сил тяжести и электрических полей. Помните, что сила тяжести всегда направлена вниз, а сила электрического поля зависит от величины заряда и напряженности поля. Постарайтесь разобраться в концепциях сил и единицах измерения, используемых в этой задаче.

Практика: Если масса шарика равна 50 мг (0.05 г), заряд - 10 мкКл (10 * 10^-6 Кл), а напряженность электрического поля - 50 В/м, найдите силу натяжения нити.

Тема занятия: Определение силы натяжения нити при отклонении шарика от вертикали в горизонтальном электрическом поле.

Описание: Чтобы определить силу натяжения нити в данной задаче, необходимо учесть действие гравитационной силы и электрической силы на шарик.

Первым шагом рассмотрим действие гравитационной силы. Масса шарика составляет 25 мг (или 0.025 г). Масса шарика можно выразить через силу тяжести следующим образом:

масса (м) = сила тяжести (Fг) / ускорение свободного падения (g)

В данном случае ускорение свободного падения принимается за 9.8 м/с^2, поэтому сила тяжести равна:

Fг = маса * ускорение свободного падения

Fг = 0.025 г * 9.8 м/с^2

Fг = 0.245 Н

Следующим шагом учтем действие электрической силы. Величина электрической силы равна произведению величин заряда шарика (q) и напряженности электрического поля (E):

Fэ = q * E

Fэ = 7 мкКл * 35 В/м

Fэ = 0.245 Н

Таким образом, сила натяжения нити при отклонении шарика от вертикали на максимальный угол составляет 0.245 Н.

Например:
Задача: Определите силу натяжения нити, когда шарик отклоняется от вертикали на максимальный угол. Масса шарика составляет 25 мг, а его заряд равен 7 мкКл. Напряженность электрического поля составляет 35 В/м.
Требуется: Определить силу натяжения нити.
Решение:
1. Рассчитаем силу тяжести:
Fг = 0.025 г * 9.8 м/с^2
= 0.245 Н
2. Рассчитаем силу электрического поля:
Fэ = 7 мкКл * 35 В/м
= 0.245 Н
3. Суммируем силы тяжести и электрического поля:
Fн = Fг + Fэ
= 0.245 Н + 0.245 Н
= 0.49 Н
Ответ: Сила натяжения нити при отклонении шарика от вертикали на максимальный угол составляет 0.49 Н.

Совет: Чтобы лучше понять эту задачу, рекомендуется изучить основные законы взаимодействия заряженных тел и принцип действия электрических полей на заряженные частицы. Также будьте внимательны к единицам измерения и убедитесь, что все данные выражены в одинаковых системах измерения (например, СИ).