№731 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)
Решение #1
Решение #2
Решение #3
Решение #4ИИ
Варианты решения:
На шарик действуют три силы: сила тяжести mg вниз, а сила Архимеда ρжgV и электрическая сила qE — вверх.
Условие равновесия:
mg = ρжgV + qE.
Объём шарика:
V = m/ρш.
Тогда
q = (mg − ρжgV)/E
= mg(1 − ρж/ρш)/E.
Переведём величины в СИ:
m = 0,18 г = 1,8 · 10⁻⁴ кг,
E = 45 кВ/м = 4,5 · 10⁴ В/м.
При g ≈ 10 м/с²:
q = [1,8 · 10⁻⁴ · 10 · (1 − 900/1800)] / (4,5 · 10⁴)
= 2 · 10⁻⁸ Кл.
Ответ: q = 2 · 10⁻⁸ Кл, или 20 нКл.
Условие равновесия:
mg = ρжgV + qE.
Объём шарика:
V = m/ρш.
Тогда
q = (mg − ρжgV)/E
= mg(1 − ρж/ρш)/E.
Переведём величины в СИ:
m = 0,18 г = 1,8 · 10⁻⁴ кг,
E = 45 кВ/м = 4,5 · 10⁴ В/м.
При g ≈ 10 м/с²:
q = [1,8 · 10⁻⁴ · 10 · (1 − 900/1800)] / (4,5 · 10⁴)
= 2 · 10⁻⁸ Кл.
Ответ: q = 2 · 10⁻⁸ Кл, или 20 нКл.
Поскольку плотность жидкости вдвое меньше плотности шарика, выталкивающая сила составляет половину силы тяжести:
FА = mg · ρж/ρш = mg/2.
Следовательно, для равновесия электрическая сила должна уравновешивать оставшуюся половину силы тяжести:
qE = mg/2.
Отсюда
q = mg/(2E).
Подставим значения в единицах СИ:
m = 0,18 г = 1,8 · 10⁻⁴ кг,
E = 45 кВ/м = 4,5 · 10⁴ В/м.
При g = 10 м/с² получим:
q = (1,8 · 10⁻⁴ · 10)/(2 · 4,5 · 10⁴)
= 2 · 10⁻⁸ Кл.
Ответ: q = 2 · 10⁻⁸ Кл = 20 нКл.
FА = mg · ρж/ρш = mg/2.
Следовательно, для равновесия электрическая сила должна уравновешивать оставшуюся половину силы тяжести:
qE = mg/2.
Отсюда
q = mg/(2E).
Подставим значения в единицах СИ:
m = 0,18 г = 1,8 · 10⁻⁴ кг,
E = 45 кВ/м = 4,5 · 10⁴ В/м.
При g = 10 м/с² получим:
q = (1,8 · 10⁻⁴ · 10)/(2 · 4,5 · 10⁴)
= 2 · 10⁻⁸ Кл.
Ответ: q = 2 · 10⁻⁸ Кл = 20 нКл.
Объём шарика:
V = m/ρ = 1,8 · 10⁻⁴/1800 = 10⁻⁷ м³.
При g ≈ 10 м/с² сила тяжести равна 1,8 · 10⁻³ Н, а сила Архимеда — 9 · 10⁻⁴ Н. Значит, направленная вверх электрическая сила должна составлять 9 · 10⁻⁴ Н.
q = Fэл/E = (9 · 10⁻⁴)/(4,5 · 10⁴) = 2 · 10⁻⁸ Кл.
Ответ: q = 20 нКл.
V = m/ρ = 1,8 · 10⁻⁴/1800 = 10⁻⁷ м³.
При g ≈ 10 м/с² сила тяжести равна 1,8 · 10⁻³ Н, а сила Архимеда — 9 · 10⁻⁴ Н. Значит, направленная вверх электрическая сила должна составлять 9 · 10⁻⁴ Н.
q = Fэл/E = (9 · 10⁻⁴)/(4,5 · 10⁴) = 2 · 10⁻⁸ Кл.
Ответ: q = 20 нКл.
Рассмотрим вариант решения задания из учебника
Рымкевич 10-11 класс, Просвещение:
Положительно заряженный шарик массой 0,18 г и плотностью вещества 1800 кг/м3 находится в равновесии в жидком диэлектрике. В диэлектрике создано однородное электрическое поле, напряженность которого равна по модулю 45 кВ/м и направлена вертикально вверх. Плотность диэлектрика 900 кг/м3. Найти заряд шарика.
