Пример 3.3
На рисунке изображены заряженная бесконечная плоскость с поверхностной плоскостью заряда s = 40 мкКл/ м2 и одноименно заряженный шарик с массой m = l г и зарядом q = 1 нКл. Какой угол a с плоскостью образует нить, на которой висит шарик?
Дано:
s=40 мкКл/м2;
m = l r;
q = 1 нКл
a -?
Решение:
Заряд находится в поле плоскости. На шарик действуют три силы, изображенные на рисунке. Запишем условие равновесия шарика: .
Спроектируем полученное уравнение на оси координат:
Ох: F эл - T sina = 0;
Oy: T cosa - mg = 0.
Решая систему уравнений, получаем F эл. = mg × tga..
С другой стороны, F эл. = qE, где Е - напряженность электрического поля, созданного бесконечной плоскостью.
Из полученной системы уравнений имеем
, или .
Поле бесконечной плоскости можно выразить следующим образом:
.
В нашем случае заряд и плоскость находятся в воздухе, т.е. e = 1.
Окончательно запишем
.
tga = 0,2259» 0,226
Ответ: нить составляет с плоскостью угол a = 130. 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | Поиск по сайту:
|