Question

Шарик массой 0,1 г с зарядом 25 нКл движется из состояния покоя в однородном электростатическом поле прямолинейно, при этом его траектория образует с вертикалью угол 30°. Вектор напряжённости поля направлен горизонтально. а) Какой угол с вертикалью составляет равнодействующая приложенных к шарику сил? б) Чему равен модуль напряжённости электростатического поля? в) С каким по модулю ускорением движется шарик?

Answer 1

Дано:
m = 0,1 г = 0,0001 кг
q = 25 нКл = 25*10^-9 Кл
θ = 30°
E (напряженность поля) - горизонтально направлен

а) Найдем угол α между напряженностью поля E и равнодействующей сил F.
tan(α) = Fy/Fx
tan(α) = qE sin(θ)/(qE cos(θ)) = sin(θ)/cos(θ) = tan(θ)
α = θ = 30°

б) Модуль напряженности поля E определяется как соотношение силы, действующей на точечный заряд в данном поле, к величине этого заряда:
|E| = |F|/|q| = m*a/q
|E| = 0,0001*a/25*10^-9
|E| = 4*a*10^3

в) Найдем ускорение шарика:
Сила, действующая на заряженную частицу в электрическом поле, равна qE. По второму закону Ньютона:
qE = m*a
a = qE/m
a = 25*10^-9 * 4*a*10^3/0.0001
a = 1 м/c^2

Ответ:
а) Угол равнодействующей силы с вертикалью равен 30°.
б) Модуль напряженности электростатического поля равен 4*a*10^3.
в) Ускорение движения шарика равно 1 м/c^2.