Какова длина нити подвешенного на шелковой нити полого металлического шарика массой 3 г, который находится

Какова длина нити подвешенного на шелковой нити полого металлического шарика массой 3 г, который находится над положительно заряженной плоскостью? Плоскость создает однородное электрическое поле с напряженностью 2×106 В/м. Заряд шарика отрицателен и его модуль равен 3×10-8 Кл. Частота свободных гармонических колебаний этого маятника составляет 10 с-1. Известно, что ускорение свободного падения равно g0 = 10 м/с2. Какова длина нити? Ответ округлите до десятых.
Akula_8568

Akula_8568

Для решения данной задачи мы можем использовать принципы равновесия для шарика, подвешенного на шелковой нити в электрическом поле.

Первым шагом будет определение сил, действующих на шарик. В данном случае на шарик действуют три силы: сила тяжести, сила натяжения нити и сила электростатического притяжения.

1. Сила тяжести (Fg) равна произведению массы шарика (m) на ускорение свободного падения (g0):
Fg=mg0
Fg=3г10м/с2

2. Сила натяжения нити (Ft) в данном случае равна силе тяжести (Fg), так как шарик находится в состоянии равновесия.
Ft=Fg

3. Сила электростатического притяжения (Fe) между шариком и плоскостью равна произведению заряда шарика (q) на напряженность электрического поля (E):
Fe=qE
Fe=3×108Кл2×106В/м

На шарик действуют две вертикальных силы - сила тяжести и сила натяжения нити, поэтому их модули должны быть равны:
Fg=Ft
3г10м/с2=Ft

Теперь у нас есть два уравнения, которые связывают переменные с силой тяжести (Fg) и силой электростатического притяжения (Fe). Мы можем записать сумму сил в вертикальном направлении (Fy) и приравнять ее нулю:
Fy=FtFe=0

Теперь мы можем записать уравнение, связывающее эти силы и решить его, чтобы найти длину нити (l):
mg0=qE
3г10м/с2=3×108Кл2×106В/мl

Теперь решим уравнение относительно l:
l=3г10м/с23×108Кл2×106В/м

Выполним вычисление:
l=3г10м/с23×108Кл2×106В/м=0.1м

Ответ округляем до десятых, поэтому l0.1м.

Таким образом, длина нити подвешенного на шелковой нити шарика составляет около 0.1 метра.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello