Екі вертикаль пластина арасында массасы m=0,1 г зарядталған шар орналасқансында, осы пластиналарға u=1000b кернеу

Тема: Электростатика

Пояснение: По условию задачи имеется вертикальная пластина, на которую помещен заряженный шар. После подачи напряжения на пластины шар начинает отклоняться под углом 10 градусов от вертикали. Нам необходимо определить заряд шара.

Для решения данной задачи мы можем воспользоваться формулами, связывающими силу Кулона, напряжение и заряды:

1. Формула для силы Кулона: Ф = k * |q1| * |q2| / r^2, где k - постоянная Кулона, |q1| и |q2| - модули зарядов, r - расстояние между ними.

2. Формула для напряженности электрического поля: E = U / d, где U - напряжение, d - расстояние между пластинами.

3. Формула для силы Кулона, действующей на заряженную частицу: F = q * E, где q - заряд частицы, E - напряженность электрического поля.

В данной задаче известны следующие данные:
- масса шара (m) = 0,1 г;
- заряд пластин (q1) и (q2) = u = 1000 Кл;
- угол отклонения шара от вертикали (θ) = 10 градусов.

Для решения задачи следует использовать законы сохранения механической энергии и момента импульса. Начальный момент импульса равен нулю, так как шар находится на вертикальной линии. Поэтому можно применить закон сохранения механической энергии.

Исходя из приведенной информации можно определить, что вследствие применения напряжения к пластинам возникнет сила Кулона, действующая на заряженный шар. Эта сила будет стремиться уравновесить силу тяжести, причем движение происходит в плоскости пластин. В итоге, получим следующую формулу для определения заряда шара:

q = (m * g * d) / (E * sinθ),

где g - ускорение свободного падения, d - расстояние между пластинами, E - напряженность электрического поля, θ - угол отклонения шара от вертикали.

Демонстрация:
Допустим, у нас дана следующая задача с конкретными значениями:
- масса шара (m) = 0,1 г (или 0,0001 кг);
- расстояние между пластинами (d) = 1 см (или 0,01 м);
- угол отклонения шара от вертикали (θ) = 10 градусов (или 0,1745 радиан).

Тогда, подставив данные в формулу, мы можем вычислить значение заряда шара (q):

q = (0,0001 * 9,8 * 0,01) / (1000 * sin(0,1745))
q ≈ 5,68 * 10^(-6) Кл

Таким образом, заряд шара составляет примерно 5,68 * 10^(-6) Кл.

Совет:
Для лучшего понимания электростатики и решения подобных задач рекомендуется ознакомиться с основными законами электростатики, такими как закон Кулона, закон сохранения заряда, закон Гаусса и др. Изучение этих законов поможет вам лучше понять взаимодействие заряженных тел и основные понятия в этой области.

Практика:
Пусть у нас есть вертикальные пластины с зарядом q1 = 2000 Кл и q2 = 300 Кл. Расстояние между пластинами равно d = 0,05 м. Какова будет напряженность электрического поля между пластинами?