1. В весах Кулона при действии силы 10 мкН нить закручивается на 1 град. На сколько градусов нужно закрутить нить, если шарики весов, находящиеся на расстоянии 3 см друг от друга, имеют заряды по -5 нКл? 2. Заряд одного из одинаковых шариков в 3 раза больше другого. Шарики привели в соприкосновение, а затем раздвинули на прежнее расстояние. Во сколько раз изменилась сила их отталкивания друг от друга, если заряды одноименны? 3. Какую скорость приобретает электрон в однородном поле напряженностью 20 В/м за 1 нс движения. 4. Какую работу совершает электрическое поле, перемещая электрон из точки с потенциалом -100 В, в точку с потенциалом +200
1. Вопрос: В весах Кулона при действии силы 10 мкН нить закручивается на 1 градус. На сколько градусов нужно закрутить нить, если шарики весов, находящиеся на расстоянии 3 см друг от друга, имеют заряды по -5 нКл?
Нам дано, что сила равна 10 мкН и нить закручивается на 1 градус. Мы должны найти количество градусов, на которое нужно закрутить нить при заданных зарядах и расстоянии.
Мы знаем, что сила Кулона определяется по формуле:
F = k * (q1 * q2) / r^2,
где F - сила в Ньютонах,
k - постоянная Кулона (k = 9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2),
q1 и q2 - заряды шариков в Кулонах,
r - расстояние между шариками в метрах.
Давайте подставим известные значения в формулу и найдем силу F:
F = (9 * 10^9) * (-5 * 10^(-9) * -5 * 10^(-9)) / (0.03)^2
После решения этой формулы мы получаем значение силы F.
Теперь нам нужно найти, на сколько градусов нужно закрутить нить. Мы знаем, что сила весов пропорциональна углу поворота нити. Значит, если сила 10 мкН закручивает нить на 1 градус, то какая-то другая сила F закрутит нить на необходимое количество градусов.
Мы можем создать пропорцию:
10 мкН / 1 град = F / x град,
где x - количество градусов, которое мы должны найти.
Теперь давайте решим эту пропорцию:
10 * 10^(-6) / 1 = F / x,
после решения этой пропорции мы получим значение x.
Итак, мы нашли количество градусов, на которое нужно закрутить нить.
2. Вопрос: Заряд одного из одинаковых шариков в 3 раза больше другого. Шарики привели в соприкосновение, а затем раздвинули на прежнее расстояние. Во сколько раз изменилась сила их отталкивания друг от друга, если заряды одноименны?
Нам дано, что один из шариков имеет заряд в 3 раза больший, чем другой. Когда шарики приводятся в соприкосновение и затем раздвигаются на прежнюю дистанцию, нам нужно узнать, во сколько раз изменилась сила их отталкивания.
Мы знаем, что сила отталкивания между двумя заряженными телами определяется по формуле:
F = k * (|q1 * q2|) / r^2,
где F - сила отталкивания в Ньютонах,
k - постоянная Кулона (k = 9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2),
q1 и q2 - заряды шариков в Кулонах,
r - расстояние между шариками в метрах.
Давайте найдем силу отталкивания для начальной ситуации, где заряд одного шарика в 3 раза больше другого:
F1 = (9 * 10^9) * (3 * q * q) / (r^2),
где q - заряд одного шарика.
Теперь, когда шарики раздвинуты на прежнюю дистанцию, мы должны найти силу отталкивания для этой ситуации.
F2 = (9 * 10^9) * (3 * q * 3 * q) / (r^2).
Теперь давайте найдем, во сколько раз изменилась сила отталкивания, разделив F2 на F1:
F2 / F1 = [(9 * 10^9) * (3 * q * 3 * q) / (r^2)] / [(9 * 10^9) * (3 * q * q) / (r^2)].
Решив эту пропорцию, мы найдем, во сколько раз изменилась сила отталкивания.
3. Вопрос: Какую скорость приобретает электрон в однородном поле напряженностью 20 В/м за 1 нс движения?
Нам дано, что поле однородное и его напряженность составляет 20 В/м. Также нам дается время движения - 1 нс. Мы должны найти скорость, которую электрон приобретает в этом поле.
Мы знаем, что напряженность электрического поля определяется по формуле:
E = F / q,
где E - напряженность поля в Вольтах на метр,
F - сила, действующая на заряд q в Ньютонах,
q - заряд в Кулонах.
Так как поле однородное, сила, действующая на электрон, равна q * E.
Мы можем использовать второй закон Ньютона для заряда q, чтобы найти его скорость:
F = m * a,
q * E = m * a,
где m - масса электрона в килограммах,
a - ускорение электрона в метрах в секунду квадратной.
Теперь давайте найдем скорость электрона, зная, что ускорение равно изменению скорости (v) за однонаправленное время (t):
a = (v - u) / t,
где u - начальная скорость электрона, которую мы полагаем равной 0 м/с.
Подставим значение ускорения a из предыдущей формулы в эту формулу и решим ее:
(q * E) = m * [(v - u) / t].
Теперь мы можем решить эту формулу, чтобы найти скорость v.
4. Вопрос: Какую работу совершает электрическое поле, перемещая электрон из точки с потенциалом -100 В, в точку с потенциалом +200 В?
Нам дано изменение потенциала (разность потенциалов) между начальной и конечной точкой. Мы должны найти работу, которую совершает электрическое поле, перемещая электрон из начальной точки с потенциалом -100 В в конечную точку с потенциалом +200 В .
Работа (W), совершаемая электрическим полем, можно определить как:
W = q * ΔV,
где W - работа в джоулях,
q - заряд в Кулонах,
ΔV - изменение потенциала в вольтах.
Мы знаем, что потенциал это разность потенциальной энергии на единицу заряда. Поэтому разность потенциалов между начальной и конечной точкой можно представить как:
ΔV = V2 - V1,
где V2 - потенциал конечной точки в вольтах,
V1 - потенциал начальной точки в вольтах.
Мы можем подставить значение разности потенциала, которое нам дано, в формулу для работы:
W = q * (V2 - V1).
Теперь мы можем решить эту формулу, используя значение заряда и разницу потенциалов.
Вот так, шаг за шагом, мы решаем эти задачи и находим ответы. Надеюсь, мои пояснения понятны и помогут тебе! Если у тебя есть еще вопросы, не стесняйся спрашивать. Желаю удачи в изучении физики!