Два маленьких кульки масами m1 = m2 = 5 г підвішені на шовкових нитках довжиною l = 0,6 м кожна, прикріплених до одного гачка. Після того як кулькам повідомили рівні однойменні заряди q1 = q2 = q0, вони розійшлися так, що кожна нитка відхилилася від вертикалі на кут α = 300. Визначте заряди кульок.

​

Добрый день! Я буду выступать в роли вашего школьного учителя и помогу вам решить эту задачу. Для решения данной задачи сначала нужно использовать формулу для расчета напряжения на катушке в цепи переменного тока. Эта формула связывает напряжение с индуктивностью катушки и силой тока, проходящей через неё. У нас уже известны следующие данные: Сила тока в цепи (I) - 2 А, Индуктивность катушки (L) - 0,2 Гн. Формула для расчета напряжения на катушке (U) выглядит следующим образом: U = 2πfL , где U - напряжение на катушке, π - математическая константа (пи, примерно 3,14), f - частота переменного тока, L - индуктивность катушки. В условии задачи сказано, что цепь имеет "стандартную частоту", но конкретное значение этой частоты не указано. Для дальнейшего решения, я предположу, что значение частоты будет равно 50 Гц, что является стандартным значением для сети переменного тока. Подставим известные значения в формулу: U = 2πfL U = 2 * 3,14 * 50 * 0,2 U ≈ 31,4 В Итак, напряжение на катушке составляет примерно 31,4 В. В данном решении использовано стандартное значение частоты переменного тока - 50 Гц. Если в условии задачи подразумевается другое значение частоты, то нужно заменить его в формуле и выполнить расчеты для получения точного ответа. Очень важно помнить, что в реальных задачах может быть необходимость учитывать дополнительные факторы, такие как активное сопротивление, наличие других элементов в цепи и т.д. В данной задаче эти данные не указаны, поэтому мы ограничились рассмотрением только индуктивности катушки.

1. Расстояние между зарядами q1 и q2 равно 40 см. Для определения напряженности электрического поля в точке, лежащей посередине между зарядами, можно воспользоваться формулой: E = k * (q1 - q2) / r^2, где E - напряженность поля, k - электрическая постоянная (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды, r - расстояние между зарядами. Подставляем значения в формулу: E = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * ((+12 * 10^-9 Кл) - (-4 * 10^-9 Кл)) / (0.4 м)^2, E = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (16 * 10^-9 Кл) / 0.16 м^2, E = 9 * 10^9 * 16 * 10^-9 / 0.16, E = (9 * 16 * 10^9 * 10^-9) / 0.16, E = 144 / 0.16, E = 900 В/м. Ответ: В напряженность электрического поля в точке, лежащей посередине между зарядами, равна 900 В/м. 2. Напряженность электрического поля (E) и индукция электрического поля (D) в диэлектрике связаны следующим соотношением: E = D / ε, где ε - диэлектрическая проницаемость материала (ε = 2). Для определения индукции электрического поля можно воспользоваться следующей формулой: D = ε * E. Подставляем значения в формулу: D = 2 * (30 * 10^6 В/м), D = 60 * 10^6 В/м. Ответ: С индукция электрического поля равна 60 * 10^6 В/м. 3. Работа, совершаемая полем при перемещении точечного заряда q в плоском конденсаторе по пути АВ = ℓ, равна произведению заряда на потенциал, то есть W = q * φ. Ответ: А работа, совершаемая полем при перемещении точечного заряда q в плоском конденсаторе по пути АВ равна q * φ. 4. Поток вектора электростатической индукции через замкнутую поверхность равен алгебраической сумме потоков от каждого заряда. Формула для расчета потока вектора электростатической индукции: Ф = ∑(q_i / ε_0), где Ф - поток вектора электростатической индукции, q_i - заряды внутри поверхности, ε_0 - электрическая постоянная (8,85 * 10^-12 Кл^2 / Н * м^2). Подставляем значения в формулу: Ф = (5 * 10^-6 Кл + (-2 * 10^-6 Кл) + (-3 * 10^-6 Кл) + 8 * 10^-6 Кл) / (8,85 * 10^-12 Кл^2 / Н * м^2), Ф = 8 * 10^-6 Кл / (8,85 * 10^-12 Кл^2 / Н * м^2), Ф = (8 * 10^-6 Кл) * (10^12 Кл^2 / 8,85 Н * м^2), Ф = 8 * 10^-6 Кл * 10^12 Кл^2 / 8,85 Н * м^2, Ф = 80 * 10^6 Кл^3 / 8,85 Н * м^2, Ф = (80 / 8,85) * 10^6 Кл^3 / Н * м^2, Ф ≈ 9,04 * 10^6 Кл, Ответ: С поток вектора электростатической индукции через замкнутую поверхность равен приблизительно 9,04 * 10^6 Кл. 5. Сила, с которой на заряд действует электрическое поле, вычисляется по формуле: F = q * E, где F - сила, q - заряд, E - напряженность электрического поля. Чтобы найти напряженность электрического поля, можно использовать следующую формулу: E = F / q. Подставляем значения в формулу: E = (8 * 10^-3 Н) / (4 * 10^-7 Кл), E = 2 * 10^4 Н / Кл, E = 20 * 10^3 В/м, Ответ: D напряженность электрического поля в этой точке равна 20 кВ/м.