Чему равно напряжённость электростатического поля точечного заряда 40 нкл на расстоянии 8 и 16 см от заряда?

Напряженность E=kq/r^2. Подставив значения для k=9*10^9, q=40*10^-9, r1=8*10^-2; r2=16*10^-2, получим E1=45*10^2 В/м; E2=22,5*10^2 В/м.

На заряженную частицу в электростатическом поле действует кулоновская сила, которую можно найти, зная напряженность поля в данной точке: . эта сила сообщает ускорениегде m — масса заряженной частицы. как видно, направление ускорения будет совпадать с направлением , если заряд частицы положителен (q > 0), и будет противоположно , если заряд отрицателен (q< 0). если электростатическое поле однородное ( = const), то ускорение a= const и частица будет совершать равноускоренное движение (при отсутствии других сил). вид траектории частицы зависит от начальных условий. если вначале заряженная частица покоилась или ее начальная скорость сонаправлена с ускорением , то частица будет совершать равноускоренное прямолинейное движение вдоль поля и ее скорость будет расти. если , то частица будет тормозиться в этом поле. если угол между начальной скоростью и ускорением острый 0 < α < 90° (или тупой), то заряженная частица будет двигаться по параболе. во всех случаях при движении заряженной частицы будет изменяться модуль скорости, а следовательно, и кинетическая энергия частицы. 1. заряженная частица влетает в магнитное поле со скоростью , направленной вдоль поля или противоположно направлению магнитной индукции поля . в этих случаях сила лоренца и частица будет продолжать двигаться равномерно прямолинейно. 2. заряженная частица движется перпендикулярно линиям магнитной индукции тогда сила лоренца , следовательно, и сообщаемое ускорение будут постоянны по модулю и перпендикулярны к скорости частицы. в результате частица будет двигаться по окружности , радиус которой можно найти на основании второго закона ньютона:отношение — называют удельным зарядом частицы.период вращения частицыто есть период вращения не зависит от скорости частицы и радиуса траектории. 3. скорость заряженной частицы направлена под углом к вектору.движение частицы можно представить в виде суперпозиции равномерного прямолинейного движения вдоль поля со скоростью и движения по окружности с постоянной по модулю скоростью в плоскости, перпендикулярной полю. радиус окружности определяется аналогично предыдущему случаю, только надо заменить на , то естьв результате сложения этих движений возникает движение по винтовой линии, ось которой параллельна магнитному полю. шаг винтовой линиинаправление, в котором закручивается спираль, зависит от знака заряда частицы. если скорость заряженной частицы составляет угол α с направлением вектора неоднородного магнитного поля, индукция которого возрастает в направлении движения частицы, тο r и h уменьшаются с ростом b. на этом основана фокусировка заряженных частиц в магнитном поле. если на движущуюся заряженную частицу помимо магнитного поля с индукцией действует одновременно и электростатическое поле с напряженностью , то равнодействующая сила, приложенная к частице, равна векторной сумме электрической силы и силы лоренца: . характер движения и вид траектории зависят в данном случае от соотношения этих сил и от направления электростатического и магнитного полей.

Выражение для силы сопротивления воды можно выводить из уравнения закона сохранения энергии двумя путями - длинным и коротким

короткий путь - установим начало отсчета в месте, где спортсмен, пройдя максимальную глубину h, останавливается. ЗСЭ: mg (H + h) = Aсопр

mg (H + h) = F h

F = (mg (H + h))/h

длинный путь - установим начало координат на поверхности воды. ЗСЭ: mgH = (m v²)/2

v = √(2gH) - такую скорость спортсмен будет иметь перед столкновением с водой

снова ЗСЭ: (m v²)/2 + mgh = Aсопр = F h

отсюда F = (mg (H + h))/h

чтобы не подставлять, возможно, некрасивое выражение для h дважды, упростим выражение: F = mg ((H/h) + 1)

пловец в воде движется равнозамедленно: h = v0 t - (a t²)/2

ускорение пловца a = - v/t. с учетом этого и выражения для скорости:

h = (√(2gH) t)/2

после преобразований получаем для силы сопротивления со стороны воды:

F = mg ((1/t) * √((2H)/g) + 1)

F = 800*((1/0.4)+1) = 2800 H или 2.8 кН