Пусть длина поезда L (м). Пусть он движется со скоростью V м/с. Чтобы проехать мимо наблюдателя (считаем его "точкой"), поезд должен проехать расстояние равное своей длине L. Согласно условию, он преодолеет его за 10 с. Чтобы пройти мост, поезд должен преодолеть расстояние равное длине моста + своя длина (покидает он мост тогда, когда съехал последний вагон). Т.е. 400+L за 30 с. Можете рисунок набросать для лучшего понимания. Таким образом можно составить следующую систему уравнений: (1) Теперь надо разрешить систему (1) относительно L. Скорость нас согласно условию не интересует. Выражаем из 2-го уравнения системы V через L, и подставляем в 1-е уравнение. Итого, получаем 200 м.
Объяснение:
Дано:
r = 8 см = 0,08 см
q₁ = q₂ = 1 нКл = 10⁻⁹ Кл
r₁ = 5 см = 0,05 м
-------------------------------------
Найти:
E - ? φ - ?
Напряженность E и потенциал φ поля, созданного точечным зарядом в точке A на расстоянии r от заряда, определяются по формулам:
E = q/4πεε₀r² φ = q/4πεε₀r
Внизу на рисунке видно, что E = E₁ + E₂, E₁ = E₂ и значение E определяется по теорему косинусов:
E = √E₁² + E₂² + 2E₁E₂×cos α = √2E₁² + 2E₁²×cos α = E₁×√2×√(1+cos α) = 2E₁×cos α/2
cos α/2 определим из ΔABC: cos α/2 = 3/5 = 0,6
E = 10⁻⁹×2×3/4×3,14×1×8,85×10⁻¹²×25×10⁻⁴×5 = 4318 В/м
Потенциал поля φ в точке A равен:
φ = φ₁ + φ₂ = 2φ₁ = 2 × q/4πεε₀r₁
φ = 2×10⁻²/4×3,14×8,85×10⁻¹²×5×10⁻² = 360 В
ответ: E = 4318 В/м ; φ = 360 В
Чтобы пройти мост, поезд должен преодолеть расстояние равное длине моста + своя длина (покидает он мост тогда, когда съехал последний вагон). Т.е. 400+L за 30 с. Можете рисунок набросать для лучшего понимания.
Таким образом можно составить следующую систему уравнений:
Теперь надо разрешить систему (1) относительно L. Скорость нас согласно условию не интересует.
Выражаем из 2-го уравнения системы V через L, и подставляем в 1-е уравнение.
Итого, получаем 200 м.
ОТВЕТ: L=200 м. Вариант C)