Физика-10-11-Задачник-Степанова-2000-ГДЗ (991539), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

если бы он был незаряжен, его быпритягивало и положительно, и отрицательно заряженное тело из-за электростатической индукции843 Легкая станиолевая гильза притягивается и к положительно заряженной стеклянной палочке, и к отрицательно заряженной эбонитовой из-за того, что на ближней поверхности гильзы индуцируется заряд противоположного, а на дальней соответствующего знака.844 Когда к стержню электроскопа поднесли положительно заряженную палочку, электроны индуцируются на ближайшем к палочке конце; отрицательный заряд, на другом конце стержня индуцируется положительный заряд.Если прикоснуться пальцем руки к стержню, то часть отрицательного заряда перейдет на человека и стержень в целом уже станет положительно заряженным (внизу стержня положительный заряд по величине больше отрицательного вверху).

Если палочку удалить, то электроны из верхнейчасти стержня перейдут в нижнюю, а на верхнюю часть стержня будут переходить электроны с пальца руки до тех пор, пока стержень электрометраснова не станет электрически нейтральным.845 После поднесения положительно заряженной стеклянной палочки кэлектроскопу верхняя часть стержня заряжается отрицательно (см. решениезадачи № 844). После прикосновения к стержню пальцем часть отрицательного заряда уйдет через палец со стержня и после удаления стеклянной палочки и пальца электроскоп в целом останется положительно заряженным.846 Если шарик неметаллический (значит, в нем нет свободных электронов), томожно. Если же металлический, то нельзя, т.к.

он может не иметь заряда, и притяжение в этом случае происходит за счет электризации на расстоянии.847 Т.к. гильзы неметаллические, то электризации на расстоянии между ними быть не может. Поэтому, поднося какой-либо заряженный предмет, по отношению одной из гильз можно определить, какая заряжена, а какая – нет.158848 Отрицательный заряд.849 Конец молниеотвода заостряют, чтобы удар молнии был маленькогосечения, т.е.

чтобы в атмосфере заряд распространялся по достаточно узкому пути, иначе произойдет мощный удар, что небезопасно.850 Уменьшает. Без молниеотвода молния может попасть с большей вероятностью в другие части здания, притягивающие электрический заряд.851ABABа) Если шар В не заряжен, то под действием положительно заряженногошара А в первом произойдет перераспределение зарядов: свободные электроны в шаре В будут скапливаться на его ближней стороне к шару А. Врезультате шары будут притягиваться, т.е.

сила электрического взаимодействия не будет равна нулю, что противоречит условию. Значит, шар В заряжен таким образом, что сила электрического взаимодействия равна нулю.Это возможно, если шар В зарядить положительно так, чтобы заряд шара Вбыл меньше заряда шара А. В таком случае также произойдет перераспределение заряда в шаре В под действием положительного заряда шара А.Сила электрического взаимодействия между шарами будет равна нулю, шарВ будет заряжен так, что силы электрического взаимодействия между шаром А и отрицательным зарядом шара В, а также между шаром А и положительным зарядом шара В будут равны по величине.б) (начало решения – см.

пункт а).Если шар В будет иметь такой положительный заряд (не очень большой посравнению с зарядом шара А), что сила электрического взаимодействиямежду шаром А и отрицательно заряженной частью шара В будет большесилы электрического взаимодействия между шаром А и положительно заряженной частью шара, то шары будут притягиваться.852 q1 = 1 мкКл; q2 = -1 мкКл; r = 10 см. F – ?По закону КулонаF =kq1 q 2r2, где k = 9 ⋅ 10 910 −6 ⋅ 10 −6Н ⋅ м2= 0,9 (H ); F = 9 ⋅ 10 9 ⋅22Кл10 −1( )853q1 = 10 нКл; q2 = 15 нКл; r = 5 см.

F – ?159F =kq1 q 2r10 ⋅ 10 −9 ⋅ 15 ⋅ 10 −9; F = 9 ⋅ 10 9 ⋅2(5 ⋅10 )−2 2= 5,4 ⋅ 10 −4 (H )854q1 = 2 нКл; q2 = 5 нКл; F = 6 мН. r – ?F =kq1 q 2r,r=2k q1 q 2F; r=9 ⋅ 10 9 ⋅ 2 ⋅ 10 −9 ⋅ 5 ⋅ 10 −9= 3,16 ⋅ 10 −3 (см )9 ⋅ 10 −3855F = 0,4 мН; r = 5 см; q1 = q2 = q; q – ?F =kq1 q 2r=k2q2F; q=rkr20,4 ⋅ 10 −3= 1,05 ⋅ 10 −8 (Кл ) = 10,5 (нКл )9 ⋅ 10 9q = 5 ⋅10 −2856q1 = 1 нКл; q2 = 4 нКл; ε1 = 1; ε2 = 2; r = 2 см. F1 – ? F2 – ?F =kq1 q 2; F1 = 9 ⋅10 9 ⋅εr 2F2 = 9 ⋅ 10 9 ⋅10 −9 ⋅ 4 ⋅ 10 −9(2 ⋅ 2 ⋅ 10 −2)210 −9 ⋅ 4 ⋅10 −9(1 ⋅ 2 ⋅10 −2)2= 9 ⋅10 −5 (H )= 4,5 ⋅ 10 −5 (H )857q1(0) = -1,5 мкКл; q2(0) = 25 мкКл; r = 6 см. q1 – ? q2 – ? F – ?Так как шарики одинаковые, то по закону сохранения заряда их заряды поq1(0 ) + q2(0 )сле соприкосновения будут равны: q1 = q2 =2q1 = q 2 =q1 q 2−1,5 + 25= 11,75 (мКл ) ; F = k2r2F = 9 ⋅ 10 9 ⋅(11,75 ⋅10 )(5 ⋅10 )−6 2−2 2858|q1| = 5|q2|а) q1 · q2 > 0;F−?F0б) q1 · q2 < 0;F−?F0160= 4,97 ⋅ 10 2 (H )q1 q 2а) F0 = k=k 5q 22rr2Т.к.

шарики одинаковые и одноименно заряженные, то после соприкосновения их заряды будут равныq=2q1 + q 2 5q 2 + q 2q 2 k 9q 2== 3q 2 ; F = k 2 = 2 222rrF9= = 1,8 , т.е. сила взаимодействия увеличится в 1,8 раза.F0 5б) F0 = kq1 q 2=k 5q 22rr2Так как шарики одинаковые и разноименно заряженные, то их заряды послесоприкосновения будут равны (считаем, что q1 < 0,q2 > 0, например)q=2q 2 − q1 q 2 + 5q 2q 2 k 4q 2== −2q 2 ; F = k 2 = 2 222rrFF4= = 0,8; 0 = 1,25 , то есть сила взаимодействия уменьшится в 1,25F0 5Fраза.8592q ⋅ 4q k 4qq; 4q; х.

F1 = F0. r – ?; F0 = k 2 = 2xxТ.к. шарики одинаковы, после соприкосновения их заряды будут равныq1 =q2q2q + 4q= 2,5q ; F1 = k 12 = 6,25k 22rrF1 = F0; 6,25kq 2r2=4kq 2x2. r=6,25x = 1,25 x4860q1; q2; q1 · q2 > 0; q1 ≠ q2. Доказать, что F1 > F0.F0 = kq1 q2r2=kq1 ⋅ q2r2После соприкосновения одинаковых и одноименно заряженных шариков ихq + q2заряды будут равны q = 12F1 = k(q1 + q2 )2 ; F − F = k  (q1 + q2 )2 − q ⋅ q  = k  q1 − q2  2 > 0 ,q2k=101224r24r 2r 2  r  2 161т.е. F1 > F0 – сила взаимодействия после соприкосновения увеличивается.2k  q1 − q2  видно, что чем больше различие в знаr2  2 чении зарядов (то есть чем больше q1 – q2), тем больше увеличивается разность F1 – F0, то есть тем значительнее увеличивается сила взаимодействияF1, что и требовалось доказать.861m = 150 мг; q1 = 10 нКл; r = 32 см.Tа) Т1 = 0 ; б) Т1 = 2Т0; q2 – ?2а)Из равенства F1 − F0 =T0 + mg = 0T0 – mg = 0; T0 = mg.

T0 = − mgT1 + mg + F = 0 ;T0+ mg + F = 021mg+ F = 0 ; F = − mg22Видно, что сила электрического взаимодействия должна быть направленапротив ускорения свободного падения, т.е. заряд q2 должен быть такого жезнака, что и q1, т.е. q2 > 0.F=q1 q2q ⋅qr 2 ⋅ mgmgmg; F =k; k 1 22 =; q2 =22kq122rrq2 =150 ⋅10 −6 ⋅ 9,81 ⋅ 0,32 2= 8,37 ⋅10 −7 (Кл )2 ⋅ 9 ⋅109 ⋅10 ⋅10 −9б)T0 + mg = 0 ; T0 = − mg ; T0 = mg.

; T1 + mg + F = 0 ; 2T0 + mg + F = 02(− mg ) + mg + F = 0 ; F = mgСила электрического взаимодействия 2-х шариков сонаправлена с векторомg , значит, шарики должны притягиваться. Следовательно, q2 < 0.kq1 ⋅ q2162r2= mg ; q2 = −0,32 2 ⋅150 ⋅10 −6 ⋅ 9,81r 2 ⋅ mg= 1,67 ⋅10 −6 (Кл ); q2 = −kq19 ⋅109 ⋅10 ⋅10 −9862q1(0) = 20 нКл; q2(0) = 0; m = 0,1 г. h – ?При соприкосновении заряды обоих шариков станут одинаковыми иq +q20равными q = q1 = q2 = 1(0 ) 2(0 ) . q = = 10 (нКл ) . Условие равнове22сия шарика В на высоте h от шарика А записывается в виде F = mg,где F = kq2kq2.;k= mg .

h = q22mghhh = 10 ⋅10 −99 ⋅109= 3,03 ⋅10 −2 (м )0,1 ⋅10 −3 ⋅ 9,81863+q; –q;Fq1; DA = AC = AB . 1 − ?F222а) Обозначим |AB| за х. Тогда сила, действующая на зарядq, помещенный2qqq⋅222 = 4kq .kв точку С, равна F1 = k+22x2 x x  22qв точке D, равнаб) Сила F2, действующая на заряд2q⋅163kq 2  11F2 = FA − FB =−222  x 3x  2 2   16 kq 2 F116;= 4 : = 2,25=2F29 9 xСледовательно, сила F1 больше силы F2 в 2,25 раза.864q1 = 40 нКл; q2 = –10 нКл; r = 10 см.

q3 – ? х – ?Если поместить заряд q3 между зарядами q1 или q2, то со стороны этих зарядов на заряд q будут действовать 2 силы, направленные в одну сторону.Следовательно, система не будет находиться в равновесии. Если заряд qпоместить не на прямой, соединяющей q1 и q2, то равнодействующая сил,действующих со стороны q1 и q2 на заряд q3, также не будет равна нулю.Если поместить отрицательный заряд q3 справа от заряда q2 или положительный заряд q3 слева от q1, то равнодействующая сил, действующих соответственно на заряды q1 и q2, никогда не обратится в ноль.Рассмотрим случай, когда заряд q3 > 0 помещен справа от заряда q2 на прямой, проходящей через заряды q1 и q2. (см. рис.).Условия равновесия запишутся следующим образом:F31 = F21; F12 = F32; F23 = F13.илиq3 ⋅ q1q2 ⋅ q1k=k2r2(r + x )kk164q1 ⋅ q 2r2q 2 ⋅ q3x2=k=kq 2 ⋅ q3x2q1 ⋅ q3(r + x )2q1(r + x )2=−q2;x210x=−40−1− 10−q1r= + 1; x =q2xrq− 1 −1q2= 10 (см ); x = r ; q3 = q1;x2= q1 ; q3 = 40 нКл .r2Аналогично, решая задачу для случая, когда заряд q3 < 0 помещен слева отзаряда q1, получаем х = –20 см, q3 = –40 нКл, т.е.

заряд q3 < 0 опять же должен быть помещен справа от q2, чего быть не может (так как q3 = –40 нКл <0 и равновесия не будет).Получаем единственный ответ: х = 10 см, q3 = 40 нКл, равновесие неустойчивое.865F–?Таким образом, на заряд +q действуют силысо стороны положительных зарядов F + F = F – правило параллелограммасо стороны отрицательных зарядов F + F = F(Суммарная сила: 2 F + 2 F = 4 F , где F = k866)q2a2кгV = 9 мм3; ρстали = 7,8 · 103 м 3 ; qш = 7 нКл; qВ = –2,1 нКл;кгε = 2; ρкер = 800 м 3 ; r – ?Условия равновесияF + FА = mgгде F = kqш q Bεr 2165FА = ρкерVg – сила Архимедаm = ρстV – масса пылинки.kqш q B+ ρ керVg = ρ cтVg ; kεr 2r=(k qш q B)ε ρ кер − ρ cт Vgqш q Bεr 2()= ρ кер − ρ cт ⋅ Vg9 ⋅10 9 ⋅ 7 ⋅10 −9 ⋅ 2,1 ⋅ 10 −9= 0,01 (м )2 ⋅ (7800 − 800)⋅ 9 ⋅10 −9 ⋅ 10; r=Равновесие неустойчивое.867m1 = m2 = m = 10 мг; l = 30 см; α1 = α2 = α = 15°; q1 = q2 = q – ?T + F + mg = 0В проекцияхна ось х:на ось у:F = Т sinαТ сosα = mgFq2= tgα; F = mgtgα; F = k 2 ; r = 2l sin αmgrF =kmgtgαq2q2; k 2 2 = mgtgα ; q = 2l sin α2k4l sin α4l sin α2q = 2 ⋅ 0,3 ⋅ sin 15°10 ⋅10 −3 ⋅10 −3 ⋅10 ⋅ tg15°= 8,47 ⋅10 −9 (Кл ) = 8,47 нКл9 ⋅10 9868l = 20 см; m1 = m2 = m = 5 г; q1 = q2 = q; α = 60°; q – ?166T + F + mg = 0В проекцияхF=на ось х:на ось у:F sinα = Т sinαТ сosα + F сosα= mgmgmgq2q2mg; F =k 2 ; k 2 =; q=l2k cos α2 cos α2 cos αllq = 0,2 ⋅5 ⋅10 −3 ⋅10= 4,7 ⋅10 −7 (Кл )2 ⋅ 9 ⋅109 ⋅ cos 60°869кгρк = 800 м 3 ; ε = 2; m1 = m2 = m; α1 = α2 = α; q1 = q2 = q.

ρщ – ?В воздухе: T + F1 + mg = 0В проекцияхна ось х:на ось у:F1 = mgtgF1 = T sinT cosα2α= mg2q2α; F1 = kα24l 2 sin2В керосине: FA + T + F2 + mg = 0В проекцияхна ось х:на ось у:F2 = T sinT cosα2α+ FA = mg2167FА = ρк Vшg; Vш =F2 = mgtgF2 = k ρρmα; FA = к mg ; F2 ctg = mg 1 − к2ρшρш ρшα  ρк1 −2  ρ шq2ε 4l 2 sin 2α2 ρ ; F2 = F1 1 − к ρш; F1 = kq24l 2 sin 2α2F2 1ρρ12ε кг = = 1 − к ; к = 1 − ; ρш =800 = 1600  3 ρк ; ρ ш =F1 ερш ρшεε −12 −1м 870q1 = q2 = q; Н; m; v0; l – ?По закону сохранения энергии для летящего вниз шарикаWр(0) + Wk(0) = Wр(l)где Wp ( 0) = mgH + kWk( 0 ) =q2– начальная потенциальная энергия,Hmv 02– начальная кинетическая энергия,2Wp (l ) = mgl + kq2– конечная потенциальная энергияlmv 02q2q2+ mgH + k= mgl + k2Hl mv 2q 2 kq 2 = 0;mgl 2 − l  0 + mgH + k 2+Hl1, 2 =l=2 mv021  mv02q2q 2 2++±++mgHkmgHk4mgkq− 22mg  2HH kq 21  v02++H−2  2 g mgH1682 v02kq 24kq 2 ++H − 2 g mgHmg 871|q1| = |q2| = q; q1 · q2 < 0; H, m, v0.

l – ?(Начало решения: см. задачу № 870)Wp ( 0 ) = k −q1 ⋅ q 2q2kq 2 mv02q2q2= −k; Wp ( l ) = −;+ mgH − k= mgl −HHl2Hl22222 mv0 + mgH − k q  ±  mv0 + mgH − k q  − 4mgkq 2  2 2H H l1, 21=2mgl=1  v02kq 2−+H+2  2 g mgH2 v024kq 2 kq 2−+H + 2 g mgHmg 872r = 1 м; q0 = 0,1 нКл; q1 = –10 нКл; Е – ? F – ?q00,1 ⋅10 −9 Н ; E = 9 ⋅109 ⋅= 0,9 2n12 Кл E=kF = |q1|E; F = |–10 · 109| · 0,9 = 9 · 10–9 (Н)873ЕТ = 107ЕА = kЕА=ЕТЕН; α = 10–10 м; А – ?ЕТКлld  22= 4k5,76 ⋅ 1011107НКл21,6 ⋅10 −9 КлНl9 Н⋅м4910=⋅⋅⋅= 5,76 ⋅1011− 20 22КлКл10 мdНКл = 5,76 ⋅ 104874Е = 1,6 · 105Н; r = 5 см = 5 · 10–2 м; q – ?клEr 2E= 2; q==krqН⋅ 25 ⋅ 10− 4 м 2Кл≈ 4,4 ⋅ 10−8 Кл2Нм⋅9 ⋅ 109Кл 21,6 ⋅ 105875q = 10 нКл = 10–8 Кл; Е = 0,25 В/м; ε = 81; r – ?169E=kq≈εEk q⋅ ; r=ε r2Н ⋅ м2⋅ 10 −8 КлКл 2≈ 2,1 м .В81 ⋅ 0,25м9 ⋅ 109876q1 = 4 · 10–9 Кл; q2 = –5 · 10–9 Кл; R = 0,6 м; Е – ?E1 = kq1R 22= 4kE = E1 − E 2 =4kR2q2q1q; E2 = k= 4k 222R2RR 24 ⋅ 9 ⋅ 10 9Н ⋅ м2Кл 2 (4 ⋅ 10 −9 Кл + 5 ⋅ 10 −9 Кл) = 900 Вм0,6 м 2( q1 − q 2 ) =2877R = 8 см; r – ?E1 = k9q19q9qq; E2 = k=0; 2 −=0; E =k 2 −k222(R − r)(R − r )2r(R − r)rr9r2 = (R – r)2; 3r = ± (R – r)Т.к.

Характеристики

Список файлов книги