.05 Электрическое поле. Электростатика
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Шарик массой 5 г и зарядом 2 мКл подвешен на нити длиной 1 м в горизонтальном электрическом поле с напряженностью 20 В/м.
Шарик сначала удерживают в нижнем положении, а затем отпускают.
1) Что будет происходить с шариком, когда его отпустят?
2) Найдите максимальный угол и максимальную высоту, на которую поднимется шарик.
3) Найдите скорость шарика в тот момент, когда нить отклоняется на 30 градусов от вертикали.
4) Найдите натяжение нити в тот момент, когда нить отклоняется на 30 градусов от вертикали.
1) На шарик действуют две силы: со стороны электрического поля и со стороны гравитационного поля. Шарик при отпускании будет
двигаться из нижнего положения под действием электрической силы, направленной горизонтально. Под действием силы
электрического поля шарик отклонится от вертикали и начнёт качаться, превращаясь в маятник с дополнительной горизонтальной
силой.
2) Воспользуемся законом изменения кинетической энергии:
где 
– работа силы тяжести, 
– работа силы натяжения нити, 
– работа электрической силы
Чтобы преобразовывать дальше, вспомним следующие тригонометрические формулы:
Тогда:
Тогда максимальная высота будет:
3) Снова воспользуемся законом изменения кинетической энергии:
4) Спроецируем второй закон ньютона на ось, направленную вдоль нити:
См. Решение
| Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
| I) записаны положения теории и физические законы, | |
| закономерности, применение которых необходимо для решения | |
| задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, формула силы Кулона, формула центростремительного ускорения); | |
| II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
| физических величин (за исключением обозначений констант, | |
| указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
| задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
| написании физических законов); | |
| III) представлены необходимые математические преобразования, | |
| приводящие к правильному ответу; | |
| IV) представлен правильный ответ | |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
| физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
| направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
| из следующих недостатков. | |
|
| |
| Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
| объёме или отсутствуют. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
| (возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
| и не зачёркнуты. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| В необходимых математических преобразованиях допущены | |
| ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
| логически важные шаги. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
| в записи единиц измерения величины) |
|
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
| критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
| Максимальный балл | 2 |
Специальные программы
Программа
лояльности v2.0
Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!
Крути рулетку
и выигрывай призы!
Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.
Бесплатное онлайн-обучение
Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.
Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».
Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!
Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ
Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!
