α ≈ 2°, T ≈ 4,9 мН
Объяснение:
Дано:
σ = 30 мкКл/м² = 3·10⁻⁵ Кл/м²
m = 0,5 г = 5·10⁻⁴ кг
q = 0,1 нКл = 10⁻¹⁰ Кл
g = 9,8 м/с²
ε₀ = 8,85·10⁻¹² Ф/м
Найти: T, α.
Напряжённость электрического поля бесконечной плоскости:
E = σ/(2ε₀).
Сила электростатического отталкивания между плоскостью и шариком:
F = q·E = q·σ/(2ε₀) = qσ/(2ε₀)
Согласно второму закону Ньютона:
х: F - T·sin α = 0
y: T·cos α - mg = 0
T·sin α = F (1)
T·cos α = mg (2)
Найдём угол α. Для этого поделим (1) на (2): tg α = F/mg.
α = arc tg F/mg = arc tg (qσ/(2ε₀))/mg = arc tg qσ/(2ε₀mg) =
arc tg 10⁻¹⁰·3·10⁻⁵/(2·8,85·10⁻¹²·5·10⁻⁴·9,8) = arc tg 10⁻¹⁰·3·10⁻⁵/(2·8,85·10⁻¹²·5·10⁻⁴·9,8) = arc tg 3/(8,85·9,8) ≈ 2°
Найдём силу натяжения нити T из (2): T = mg/cos α =
5·10⁻⁴·9,8/cos 2° ≈ 4,9·10⁻³ Н = 4,9 мН.
Поделитесь своими знаниями, ответьте на вопрос:
Вертикально поставленный карандаш длиной 14 см отбрасывает от лампы тень длиной 33 см. Расстояние от основания карандаша до лампы по горизонтали равно 132 см. Найдите высоту лампы над столом. Лампу считать точечным источником света.
Дано:
a = 10 сантиметров = 0,1 метра - длина медного бруска;
b = 8 сантиметров = 0,08 метров - ширина медного бруска;
c = 5 сантиметров = 0,05 метров - высота медного бруска;
ro = 8900 кг/м^3 - плотность меди;
g = 10 м/с^2 - ускорение свободного падения.
Требуется определить, какая сила тяжести F (Ньютон) действует на медный брусок.
Найдем объем медного бруска:
V = a * b * c = 0,1 * 0,08 * 0,05 = 0,0004 м^3.
Тогда его масса будет равна:
m = ro * V = 8900 * 0,0004 = 3,56 килограмма.
Сила тяжести будет равна:
F = m * g = 3,56 * 10 = 35,6 Ньютона.
ответ: на медный брусок действует сила тяжести, равная 35,6 Ньютона.
Объяснение: