В вакууме в однородное горизонтальное электрическое поле с напряженностью E = 1000 кВ/м помещают неподвижную капельку массой m = 0,4 г и зарядом q = 3 нКл. Определите скорость капельки через t = 0,2 с. Сделайте рисунок, на котором укажите силы, действующие на капельку.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] На капельку действуют сила тяжести $m \vecg$ и сила действия электрического поля, направленная по линиям напряженности и равная $F_э=Eq$
= действующая этих сил постоянна и по второму закону Ньютона равна
$m \vecg + \vecF_э=m \veca$
По горизонтальной оси: проекция ускорения капельки
$a_x= \frac{Eq}{m}$
тогда проекция скорости на горизонтальную ось при = ускоренном движении без начальной скорости
$v _x= a_xt= \frac{Eqt}{m}$
По вертикали под действием силы тяжести $a_y=g$ поэтому вертикальная проекция скорости капельки равна
$v _y=gt$
Тогда скорость капли через промежуток времени t равна
$v = $\sqrt{аргумента: v _x ^2 + v _y ^2}$ аргумента =t \sqrt{аргумента: ( $\frac{Eq}{m}$ ) ^2 + g ^2} аргумента =0,2 \cdot \sqrt{аргумента: ( \frac{3 \cdot 10 в степени ( - 9} аргумента \cdot 10 в степени ( - 6 )}{4 \cdot 10 в степени ( - 4 )} ) ^2 + 100 ) =2,5 м/с$
Ответ: 2,5 м/с.
= действующая этих сил постоянна и по второму закону Ньютона равна
$m \vecg + \vecF_э=m \veca$
По горизонтальной оси: проекция ускорения капельки
$a_x= \frac{Eq}{m}$
тогда проекция скорости на горизонтальную ось при = ускоренном движении без начальной скорости
$v _x= a_xt= \frac{Eqt}{m}$
По вертикали под действием силы тяжести $a_y=g$ поэтому вертикальная проекция скорости капельки равна
$v _y=gt$
Тогда скорость капли через промежуток времени t равна
$v = $\sqrt{аргумента: v _x ^2 + v _y ^2}$ аргумента =t \sqrt{аргумента: ( $\frac{Eq}{m}$ ) ^2 + g ^2} аргумента =0,2 \cdot \sqrt{аргумента: ( \frac{3 \cdot 10 в степени ( - 9} аргумента \cdot 10 в степени ( - 6 )}{4 \cdot 10 в степени ( - 4 )} ) ^2 + 100 ) =2,5 м/с$
Ответ: 2,5 м/с.
Правильный ответ:
2,5 м/с
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 106993 • Задание №18
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите в ответе их номер...
ID 103281 • Задание №4
[рис.] Однородная сплошная балка массой M уравновешена на остроконечной опоре. Опору передвигают вправо на $др...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: формула связи заряда конденсатора с напряжением, закон сохранения заряда, закон Ома для участка цепи и закон сохранения энергии);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение«по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: формула связи заряда конденсатора с напряжением, закон сохранения заряда, закон Ома для участка цепи и закон сохранения энергии);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение«по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №25 по предмету Физика:
ID 108349
[рис.] Горизонтальный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном ма...
ID 108350
В однородном магнитном поле, индукция которого $1,67 умножить на 10 в степени левая круглая ско...
ID 108351
Ядро изотопа водорода $_1 в квадрате H$ — дейтерия — движется в однородном магнитном поле с ...
ID 108352
Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией $4 умножить на 10 в степени левая круг...
ID 108353
[рис.] В однородном магнитном поле с индукцией $\vecB$ направленной вертикально вниз, равномерн...