Заряд шарика в поле
Маленький шарик массой $m = 1\ \text{г}$ с зарядом $q > 0$, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной $l = 0{,}8\ \text{м}$, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле с модулем напряжённости $E = 6 \cdot 10^5\ \text{В/м}$. Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол $\alpha = 30^\circ$, модуль скорости шарика равен $v = 0{,}8\ \text{м/с}$. Чему равен заряд шарика $q$? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
Маленький шарик массой г с зарядом подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле с модулем напряжённости поля В/м (см. рисунок). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол модуль скорости шарика м/с. Чему равен заряд шарика q? Сопротивлением воздуха пренебречь. | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Какие силы совершают работу при перемещении шарика? Можно ли применить закон сохранения энергии?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Работа электрического поля равна $A_{\text{эл}} = qEl\sin\alpha$, а прирост потенциальной энергии в поле тяжести равен $\Delta E_p = mgl(1 - \cos\alpha)$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Запишите уравнение $qEl\sin\alpha - mgl(1 - \cos\alpha) = \dfrac{mv^2}{2}$ и выразите из него $q$.