Шарик массой 1 г и зарядом 0,1 мкКл висит на невесомой и нерастяжимой нити в однородном горизонтальном ЭП напряжённостью 100 кВ/м. Если - ускорение свободного падения равно 9,8 м/с2, то чему равна сила натяжения нити (в мн) с точностью до целого числа?
Для решения данной задачи мы должны применить первый закон Ньютона (второе начало динамики), который гласит: сумма сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на его ускорение.
Итак, на шарик действует сила натяжения нити и сила ЭП. Сила ЭП можно выразить как произведение напряженности на заряд: F_ЭП = E * q, где F_ЭП - сила ЭП, E - напряженность электрического поля, q - заряд.
Согласно первому закону Ньютона, сумма сил равна массе тела умноженной на ускорение: ΣF = m * a.
Так как шарик висит на нити и не двигается в вертикальном направлении, его ускорение равно нулю (a = 0), следовательно, сумма сил тоже равна нулю.
ΣF = F_т - F_ЭП = 0,
где F_т - сила натяжения нити, F_ЭП - сила ЭП.
Сила натяжения нити направлена вверх, противостоящая силе тяжести, поэтому сила натяжения нити равна силе ЭП.
Итак, остаётся выразить силу ЭП и подставить известные значения:
Итак, на шарик действует сила натяжения нити и сила ЭП. Сила ЭП можно выразить как произведение напряженности на заряд: F_ЭП = E * q, где F_ЭП - сила ЭП, E - напряженность электрического поля, q - заряд.
Согласно первому закону Ньютона, сумма сил равна массе тела умноженной на ускорение: ΣF = m * a.
Так как шарик висит на нити и не двигается в вертикальном направлении, его ускорение равно нулю (a = 0), следовательно, сумма сил тоже равна нулю.
ΣF = F_т - F_ЭП = 0,
где F_т - сила натяжения нити, F_ЭП - сила ЭП.
Сила натяжения нити направлена вверх, противостоящая силе тяжести, поэтому сила натяжения нити равна силе ЭП.
Итак, остаётся выразить силу ЭП и подставить известные значения:
F_ЭП = E * q.
Теперь можем подставить значения в формулу:
F_ЭП = 100000 В/м * 0.1 * 10^(-6) Кл = 10 Н.
Следовательно, сила натяжения нити равна 10 Н.
Ответ: Сила натяжения нити равна 10 Н.