Тема . №21 Качественная задача

.05 Электродинамика. Электростатика

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №21 качественная задача
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#134376

Полый металлический шарик массой 3г  подвешен на шёлковой нити длиной 50 см  над положительно заряженной плоскостью, создающей однородное электрическое поле напряжённости 2⋅106 В/м  . Электрический заряд шарика отрицателен и по модулю равен 6 ⋅10−8 Кл  . Определите циклическую частоту свободных гармонических колебаний данного маятника.

Показать ответ и решение

PIC

1) Так как пластина заряжена положительно, а шарик отрицательно, то шарик притягивается к пластине с электрической силой F  .

Модуль электрической силы равен:

F = |q|E ).

2) При малом угле отклонения φ  :

sin φ≈ x
       l

где x  – смещение по горизонтали, l  – длина нити.

3) Второй закон Ньютона для системы:

⃗F +m ⃗g+ ⃗T = m⃗a

4) Проекция на горизонтальную ось x  :

  • При x> 0  :

    Tx = −T sinφ =− Tx
                l
  • При x< 0  :

                   x
Tx = T sinφ = −T l

В обоих случаях:

max = −T x
         l

5) В положении равновесия:

T = mg +|q|E

6) Для малых колебаний (T ≈ mg + |q|E  ):

ma = −(mg + |q|E )x)
                l

a+ g+-|q|E∕m-x= 0
       l

7) Циклическая частота колебаний:

 2   g+-|q|E∕m-
ω  =     l

   ∘ ----------
ω =  g+-|q|E∕m-
         l

     ------------------
   ┌││       6⋅10−8⋅2⋅106
   │∘ 9,81+ ----0,003----
ω =  --------0,5-------- ≈ 10рад/с
Ответ:

    ∘ g+-|q|E∕m--
ω =   ----l----≈ 10рад/с

Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, введена сила тяжести, указано, что ее направление перпендикулярно плоскости чертежа, формула для силы, действующей на электрический заряд, находящийся в электрическом поле F = qE, записана формула, связывающая напряженность однородного электрического поля с разностью потенциалов на обкладках конденсатора, указан разный характер движения частицы - равномерный вдоль оси ОХ и равноускоренный для оси ОУ, записаны уравнения кинематики движения частицы по всем необходимым для решения задачи координатным осям);

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 и

расчёты, приводящие к правильному числовому ответу

(допускается решение «по частям» с промежуточными

вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

искомой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования, но имеется один или несколько из следующих

недостатков

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,

неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены

в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не

доведены до конца.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

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

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все 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!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!