Напряженность электростатического поля.
Задача 3. С какой силой электрическое поле равномерно заряженной бесконечной плоскости действует на единицу длины равномерно заряженной бесконечно длинной нити, помещенной в это поле? Линейная плотность заряда на нити γ =3 мкКл/м, поверхностная плотность заряда на плоскости σ = 20 мкКл/м2.
РЕШЕНИЕ
По определению, напряженность электростатического поля — это отношение силы F, действующей на заряд q, к величине этого заряда:
На каждый элемент dl нити с зарядом dq= γ dl со стороны электростатического поля плоскости действует сила dF = dl E.
На единицу длины действует сила:
Напряженность поля, создаваемого заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда σ, равна: .
Таким образом, .
Проверка размерности: .
Вычисления:
Задача №4. Внутри плоского конденсатора с напряженностью поля Е, направленного вертикально вверх, равномерно вращается шарик массой m и зарядом +q, подвешенный на нити длиной 1. Угол отклонения or вертикали равен α. Найти силу натяжения нитей и кинетическую энергию шарика.
РЕШЕНИЕ
mg — сила тяжести,
T — сила натяжения нити.
(1)
Рис. 4
Зная угол отклонения α нити от вертикали и силу F, находим силу натяжения нити:
|
|
.
Поскольку шарик вращается, то сила F является центростремительной силой F Ц:
F = F Ц. (2)
По второму закону Ньютона:
F Ц = m a ц = .
Используя (1), (2), получаем:
, (3)
где R = L sin α — радиус окружности, по которой вращается шарик. (4)
Из (3) с учетом (4) находим кинетическую энергию E к шарика:
.
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!