На каждый из зарядов (см. рисунок) действуют три силы: сила тяжести - mg→ ; сила натяжения нити - T⃗ и сила Кулона - F⃗ . Поскольку система зарядов находится в равновесии - геометрическая сумма сил равна нулевому вектору
mg→+T⃗ +F⃗ =0
спроецируем это равенство на оси координат с учетом того, что α=45∘ и cosα=sinα
1. На шарик действует лишь сила со стороны электрического поля, а сила тяжести не действует.
Силу рассчитаем, как произведение эл. заряда на напряженность поля:
F = Eq
Далее найдем ускорение, с которым этот шарик двигался бы в электрическом поле, не будь он подвешен на нити:
а = F/m (по второму закону Ньютона)
Теперь воспользуемся формулой для определения периода колебаний нитяного маятника в однородном гравитационном поле:
Только вместо ускорения свободного падения g, используем ускорение a, рассчитанное нами ранее. Получим формулу:
или с учетом ранее проведенных выкладок:
Здесь, напоминаю, l - длина нити
Расчёт:
2. Если на тело действует дополнительно сила тяжести, сообщающая ему ускорение свободного падения g = 9,8 м/с². Всё то же самое, только вместо ускорения a в формуле будет ускорение (a+g)
Здесь удобнее a рассчитать отдельно:
a = Eq/m = 1*10⁶В/м ˣ 10*10⁻⁹ Кл / 0,002 кг = 5 м/с²
Найти: E, φ
Дано:
m=2⋅10−4кг
l=0,5м
∠AOB=90∘
ε=1
g=10м/с2
k=14πε0ε=9⋅109ф/м
На каждый из зарядов (см. рисунок) действуют три силы: сила тяжести - mg→ ; сила натяжения нити - T⃗ и сила Кулона - F⃗ . Поскольку система зарядов находится в равновесии - геометрическая сумма сил равна нулевому вектору
mg→+T⃗ +F⃗ =0
спроецируем это равенство на оси координат с учетом того, что α=45∘ и cosα=sinα
x: Tcosα=mg
y: Tcosα=F=kq2l2
q=mgl2k−−−−−√
E⃗ =E⃗ 1+E⃗ 2
E1=E2=kql2=kmgl2−−−−√
E=2kmgl2−−−−−√
φ=2φ1=2kql=2kmg−−−−√
Объяснение:
Рассмотрим два случая.
1. На шарик действует лишь сила со стороны электрического поля, а сила тяжести не действует.
Силу рассчитаем, как произведение эл. заряда на напряженность поля:
F = Eq
Далее найдем ускорение, с которым этот шарик двигался бы в электрическом поле, не будь он подвешен на нити:
а = F/m (по второму закону Ньютона)
Теперь воспользуемся формулой для определения периода колебаний нитяного маятника в однородном гравитационном поле:
Только вместо ускорения свободного падения g, используем ускорение a, рассчитанное нами ранее. Получим формулу:
или с учетом ранее проведенных выкладок:
Здесь, напоминаю, l - длина нити
Расчёт:
2. Если на тело действует дополнительно сила тяжести, сообщающая ему ускорение свободного падения g = 9,8 м/с². Всё то же самое, только вместо ускорения a в формуле будет ускорение (a+g)
Здесь удобнее a рассчитать отдельно:
a = Eq/m = 1*10⁶В/м ˣ 10*10⁻⁹ Кл / 0,002 кг = 5 м/с²
Тогда a+g = 9,8 м/с² + 5 м/с² = 14,8 м/с²
А при расчете период колебаний получим