Контрольная работа по "Физике"
Автор: Наталья Марсовна • Январь 17, 2019 • Контрольная работа • 2,225 Слов (9 Страниц) • 352 Просмотры
Контрольная работа по физике
Вариант 9
- Два шарика массой по 0,2 г подвешены в общей точке на нитях длиной 0,5 м. Шарикам сообщили заряд и нити разошлись на угол 90°. Определить напряженность и потенциал поля в точке подвеса шарика.
Дано:
[pic 1]
m = 0,2г = 0,2 ⋅10−3 кг l = 0,5 м
α = 900
Найти: Е0 = ? ϕ0 = ?
[pic 2]
Решение:
E0
[pic 3]
E1 α E2
α/2 | ||||
Т cosα | α | T | l | |
Fэл | Т sinα | |||
FТЯЖ | r | |||
На шарики, находящиеся в воздухе действуют три силы: сила тяжести
Fтяж = mg (где m −масса шарика, g − ускорение свободного падения), элек-
[pic 4]
тростатическая сила Fэл = E * q ( E −напряженность электрического поля, q − заряд шарика) и сила натяжения нити T (раскладываем ее на вертикальную составляющую Т cos α/2 и горизонтальную составляющую Т sin α/2 ).[pic 5][pic 6]
Условия равновесия шариков:
α | = Е ⋅q | |||
T sin | ||||
2 | ||||
α | ||||
= тg | ||||
T cos | ||||
2 | ||||
(1)
( 2 )
Разделим (1) на (2): tg | α | E ⋅q | (3) | |||||||||||||||
= | ||||||||||||||||||
mg | ||||||||||||||||||
2 | ||||||||||||||||||
Напряженность поля, | создаваемая одним шариком в месте расположе- | |||||||||||||||||
ния другого шарика: | ||||||||||||||||||
E = | q | = | q | = | q | (4) | ||||||||||||
4πε0r2 | α | 2 | 2 | 2 | α | |||||||||||||
16πε0l | sin | |||||||||||||||||
4πε0 | 2l sin | |||||||||||||||||
2 | 2 | |||||||||||||||||
где ε0 − диэлектрическая постоянная; | r −расстояние от заряда до точ- | |||||||||||||||||
ки, в которой | рассчитывается | напряженность | (из геометрии чертежа |
- = 2l sin α/2 ), l −длина нити.
Подставим (4) в (3):
α | q2 | (5) | ||||||||||||||||||
tg | = | |||||||||||||||||||
α | ||||||||||||||||||||
2 | mg ⋅ 16πε | 0l | 2 | sin | 2 | |||||||||||||||
2 | ||||||||||||||||||||
Из (5): | ||||||||||||||||||||
q = | mg ⋅ 16πε 0 l | 2 | sin | 2 | α | α | α | mgπε0 | α | (6) | ||||||||||
⋅ tg | = 4l ⋅ sin | ⋅tg | ||||||||||||||||||
2 | 2 | 2 | 2 |
[pic 7]
Напряженность в точке подвеса шариков от каждого шарика:
...