При постановке первого опыта маленький шарик массой m, несущий заряд q > 0, отпускают с высоты h вблизи поверхности земли без начальной скорости в области, в которой создано однородное электрическое поле. Линии напряженности этого поля направлены параллельно поверхности земли, сопротивление воздуха пренебрежимо мало. При постановке второго опыта бросают в аналогичных условиях с высоты 2h шарик массой 2m, который несет заряд q/2. Определите, как изменяются время полета и горизонтальное смещение шарика при постановке второго опыта по сравнению с первым опытом.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.
1. Увеличивается.
2. Уменьшается.
3. Не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Время полета | Горизонтальное смещение
|
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.
1. Увеличивается.
2. Уменьшается.
3. Не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Время полета | Горизонтальное смещение
|
💡 Пошаговый разбор и решение:
По оси x шарик движется с ускорением $a_x = \frac{q \cdot E}{m}$ (учитываем силу электрического поля на шарик, а проекция силы тяжести нулевая).
По оси y шарик движется с ускорением $a_y = - g$ (учитываем силу тяжести, а проекция электростатической силы нулевая).
Запишем уравнения движения. По оси y:
$y = y_0 + V_y \cdot t + $\frac{a_yt ^2}{2}$ = h - $\frac{gt ^2}{2}$ = 0$
Равенство нулю является условием падения шарика, откуда $t = \sqrt{аргумента: $\frac{2h}{g}$} аргумента$ Далее запишем уравнение движения по оси x:
$x = x_0 + V_x \cdot t + $\frac{a_xt ^2}{2}$ = \frac{q \cdot E \cdot t ^2}{2m}$
Тогда горизонтальное смещение:
$S = $\frac{q \cdot E}{2m}$ \cdot $\frac{2h}{g}$ = \frac{q \cdot E \cdot h}{mg}$
1. Время полета. Подставим нужные значения в формулу для времени полета (см. выше). Видно, что время полета увеличится.
2. Горизонтальное смещение. Подставим нужные значения в формулу для горизонтального смещения (см. выше). Видно, что горизонтальное смещение уменьшится.
Ответ: 12.
По оси y шарик движется с ускорением $a_y = - g$ (учитываем силу тяжести, а проекция электростатической силы нулевая).
Запишем уравнения движения. По оси y:
$y = y_0 + V_y \cdot t + $\frac{a_yt ^2}{2}$ = h - $\frac{gt ^2}{2}$ = 0$
Равенство нулю является условием падения шарика, откуда $t = \sqrt{аргумента: $\frac{2h}{g}$} аргумента$ Далее запишем уравнение движения по оси x:
$x = x_0 + V_x \cdot t + $\frac{a_xt ^2}{2}$ = \frac{q \cdot E \cdot t ^2}{2m}$
Тогда горизонтальное смещение:
$S = $\frac{q \cdot E}{2m}$ \cdot $\frac{2h}{g}$ = \frac{q \cdot E \cdot h}{mg}$
1. Время полета. Подставим нужные значения в формулу для времени полета (см. выше). Видно, что время полета увеличится.
2. Горизонтальное смещение. Подставим нужные значения в формулу для горизонтального смещения (см. выше). Видно, что горизонтальное смещение уменьшится.
Ответ: 12.
Правильный ответ:
12
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 102947 • Задание №3
Под действием постоянной силы за 10 с импульс тела, движущегося по прямой в одном направлении, изменился на 50...
ID 166815 • Задание №4
Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведенного списка.
[рис.]
Возьмем д...
🔗 Другие задания линии №15 по предмету Физика:
ID 106157
Установите соответствие между физическими явлениями и их природой. К каждой позиции первого сто...
ID 106158
Установите соответствие между оптическими приборами и разновидностями изображений, которые они ...
ID 106159
Установите соответствие между разновидностями тонкой линзы и результатами преломления в ней пар...
ID 106160
[рис.] Оптическая система состоит из тонкой собирающей линзы, имеющей фокусное расстояние F. На...
ID 106161
[рис.] Световой пучок выходит из воздуха в стекло (см. рис.). Что происходит при этом с частото...