На сколько наружный рельс должен быть уложен выше внутреннего на повороте (кривой) железнодорожного полотна с радиусом кривизны 200 м , чтобы устранить боковое давление поезда , движущегося со скоростью 20 км/ч на рельсы. Ширину колеи принять 1, 52 м. g=9, 8м/сек².

дано

S=24 см =0.24 м

t= 4 нс =4 *10^-9 c

Vo= 0 м/с

m=9.1*10^-31 кг

q=1.6*10^-19 Кл

U - ?

 

решение

электрон движется равноускоренно     S = Vot +at^2/2 = at^2/2

ускорение  a = 2S / t^2

сила  по 2-му закону Ньютона F=ma

работа поля по перемещению электрона  A= F*S=m*2S / t^2 * S = m*2S^2 / t^2  (1)

работа также по другой формуле A=q*U  (2)

приравняем  (1)(2)

m*2S^2 / t^2   = q*U 

анодное напряжение

U = m/q * 2S^2 / t^2   

подставим значения из условия

U = 9.1*10^-31 /1.6*10^-19 *2*0.24^2 / (4 *10^-9)^2 = 40950 В =41*10^3 В = 41 кВ

ответ 40950 В =41*10^3 В = 41 кВ

Вариант 1.
1) Q=q*N=1,6*10^-19*8,0*10^10=12,8*10^-9Кл
2) Во вложении
4) Сначала заряд на обкладках конденсатора будет равен q=C*U.Емкость конденсатора после внесения  диэлектрика с диэлектрической проницаемостью е увеличится в e раз и станет равной e*C, при этом заряд увеличится и станет равен q2=e*C*U, а значит через источник тока пройдет заряд равный q2-q=C*U(e-1)
Вариант 2.
1) 6кН
2) F=k*Q1*Q2/e*R^2
Q2=e*F*R^2/k*Q1=56*120*10^-6*4*10^-4/9*10^9*10*10^-9=29,8нКл
4) C=Q/U следовательно U=Q/C. Если конденсатор отключен, то Q не изменяется
С=E*Eo*S/d При увеличении d в k раз С уменьшится в k раз. Поэтому
U те дельта фи . Увеличится в k раз те U=k*Uo