Электрическое поле и сила натяжения нити
Какое значение напряжённости электрического поля является минимальным, при котором нить, на которой подвешен заряженный
Какое значение напряжённости электрического поля является минимальным, при котором нить, на которой подвешен заряженный шарик массой m, отклоняется от вертикали под некоторым углом и начинает рваться? Учитывая, что нить выдерживает максимальную силу натяжения тмакс=2mg, а заряд шарика q> 0.
17.12.2023 02:48
ИИ помощник в учёбе
Написать свой ответ:
Пояснение:
Отклонение нити от вертикали происходит под действием силы натяжения нити и силы электрического поля, действующей на заряженный шарик. Чтобы нить начала рваться, сила натяжения нити должна быть максимальной.
Сила натяжения нити равна сумме силы тяжести и силы электрического поля:
T = mg + Fe
Следовательно, чтобы нить начала рваться, максимальное значение силы натяжения нити (тмакс) должно быть равно или больше суммы силы тяжести и силы электрического поля:
тмакс ≥ mg + Fe
Мы знаем, что тмакс = 2mg, поэтому:
2mg ≥ mg + Fe
Вычитаем mg из обеих частей неравенства:
mg ≥ Fe
Таким образом, минимальное значение напряженности электрического поля (Fe), при котором нить начинает рваться, равно mg.
Дополнительный материал:
Пусть масса шарика m = 0.1 кг. Тогда минимальное значение напряженности электрического поля равно:
Fe = mg = (0.1 кг)(9.8 м/с^2) = 0.98 Н/Кл
Совет:
Для лучшего понимания концепции, рекомендуется ознакомиться с теорией и дополнительными примерами для закрепления материала. Помимо этого, ученику также стоит изучить и понять понятие электрического поля, как оно возникает и взаимодействует с заряженными частицами.
Закрепляющее упражнение:
Масса заряженного шарика составляет 0.2 кг. Какое минимальное значение должна иметь напряженность электрического поля, чтобы нить начала рваться?