1. Пылинка, имеющая массу 10−6 кг, влетела в однородное электрическое поле в направлении против его силовых линий с начальной скоростью 0,3 м/с и переместилась на расстояние 4 см. Каков заряд пылинки, если её скорость уменьшилась при этом на 0,2 м/с, а напряжённость поля 105 В/м?
Чтобы решить данную задачу, мы можем воспользоваться вторым законом Ньютона и законом Кулона.
Второй закон Ньютона гласит, что сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение. В данном случае пылинка движется против силовых линий электрического поля, поэтому электрическое поле оказывает на нее тормозящую силу.
Так как пылинка движется против силовых линий, то направление тормозящей силы противоположно направлению движения пылинки. Поэтому работу силы торможения можно вычислить по формуле работы силы: работа = сила * перемещение * cos(180°).
Работа силы торможения также равна изменению кинетической энергии пылинки. Используем формулу для кинетической энергии: изменение кинетической энергии = (1/2) * масса * (вторая скорость^2 - первая скорость^2).
Теперь мы можем выразить силу торможения, используя полученные формулы: работа/перемещение = сила торможения = изменение кинетической энергии / перемещение.
Подставим известные значения: первая скорость = 0,3 м/с, вторая скорость = 0,3 м/с - 0,2 м/с = 0,1 м/с, масса пылинки = 10^(-6) кг, перемещение = 4 см = 0,04 м.
Теперь найдем силу торможения: сила торможения = (1/2)*( 10^(-6) кг)*(( 0,1 м/с)^2 - ( 0,3 м/с)^2)/0,04 м = -0,1 Н.
Заметим, что сила торможения отрицательная, так как направлена противоположно вектору перемещения.
Теперь воспользуемся законом Кулона. Закон Кулона устанавливает, что сила электрического поля равна заряду, умноженному на напряженность поля. В данном случае у нас есть сила торможения, поэтому мы можем записать уравнение:
сила торможения = заряд * напряженность поля.
Заменим известные значения в данном уравнении: -0,1 Н = заряд * 105 В/м.
Теперь найдем заряд пылинки: заряд = -0,1 Н / 105 В/м.
Расчет: заряд = -0,1 Н / 105 В/м = -0,001 Кл.
Значение заряда пылинки получилось отрицательным, так как направление силы торможения противоположно направлению силовых линий электрического поля, а значит, заряд пылинки отрицательный.
Таким образом, заряд пылинки равен -0,001 Кл (кулону).
Надеюсь, что я понятно объяснил решение задачи. Если у тебя возникнут вопросы или нужно пояснение на каком-то из шагов, пожалуйста, скажи мне!