Яка густина матеріалу, з якого зроблена куля з радіусом 1 см і зарядом 5 нКл, щоб вона плавала усередині гасу? Вкажіть

Предмет вопроса: Густина матеріалу та напруженість електричного поля

Пояснення: Густина матеріалу - це фізична величина, яка визначається як маса речовини, що міститься в одиниці об"єму. Густина матеріалу позначається символом "ρ" (ро) і вимірюється в кілограмах на кубічний метр (кг/м³). Для обчислення густини потрібно знати масу і об"єм матеріалу.

У даній задачі куля має радіус 1 см і заряд 5 нКл. Однак, для обчислення густини нам не потрібно знати значення заряду кулі, оскільки густина не залежить від заряду. Густина матеріалу залежить лише від його маси та об"єму.

Щоб визначити густину кулі, нам потрібно знати її масу та об"єм. Однак, у задачі наданий лише радіус. Щоб обчислити об"єм кулі, використаємо формулу об"єму кулі:

V = (4/3)πr³,

де V - об"єм кулі, r - радіус кулі.

Далі потрібно вирахувати масу матеріалу, використовуючи густину:

m = ρV,

де m - маса матеріалу.

Задача щодо напруженості електричного поля не має прямого відношення до розрахунку густини матеріалу з заданою кулею. Тому, напруженість в даному випадку необхідно визначати окремо.

Приклад використання:

Задача: Яка густина матеріалу, з якого зроблена куля з радіусом 1 см і зарядом 5 нКл, щоб вона плавала усередині гасу? Вкажіть напруженість вертикального електричного поля, необхідного для цього.

Рішення: Для обчислення густини нам потрібно знати масу та об"єм матеріалу. Щоб обчислити об"єм кулі, використаємо формулу об"єму кулі:

V = (4/3)πr³ = (4/3)π(0.01 м)³ = 4.1888 × 10⁻⁶ м³.

Тепер, щоб обчислити масу матеріалу, використаємо формулу m = ρV. Оскільки в задачі не дано густину матеріалу, використовуємо припустиме значення густини для цього прикладу: ρ = 1000 кг/м³.

m = (1000 кг/м³)(4.1888 × 10⁻⁶ м³) = 0.0041888 кг.

Напруженість вертикального електричного поля залежить від багатьох факторів, включаючи заряд тіла, відстань від тіла та властивості середовища навколо нього. Щоб визначити напруженість поля в даному прикладі, потрібні додаткові відомості про середовище та умови задачі.

Порада: Для кращого розуміння задачі рекомендовано ознайомитися з основними поняттями з фізики, такими як густина та електростатика. Наочний матеріал, а також приклади і практичні вправи могуть значно полегшити розуміння цих понять та їх застосування.

Вправа: Знайти густину матеріалу, якщо радіус кулі дорівнює 2 см, а маса 10 г. Вкажіть формулу та обчислення.