Помогите, пожалуйста, заранее спасибо! В горизонтальном электрическом поле с напряженностью 2,83*10^5 Н/м на нити висит маленький шарик массой 5 г. Шарику сообщили заряд, равный 10^-7 Кл. Какой угол образует нить с вертикалью?

Физика 9 класс Электрическое поле горизонтальное электрическое поле напряженность электрического поля заряд шарика угол нити с вертикалью физика 9 класс Новый

Давайте разберем эту задачу шаг за шагом.

У нас есть шарик с массой 5 г (это 0,005 кг) и зарядом 10^-7 Кл, который находится в горизонтальном электрическом поле с напряженностью 2,83 * 10^5 Н/м. Нам нужно найти угол, который нить образует с вертикалью.

Шарик под воздействием электрического поля испытывает силу, которая направлена горизонтально. Эта сила рассчитывается по формуле:

• F_e = q * E

где:

• F_e — сила, действующая на заряд в электрическом поле (в Ньютонах),
• q — заряд (в Кулонах),
• E — напряженность электрического поля (в Н/м).

Подставим известные значения:

• q = 10^-7 Кл,
• E = 2,83 * 10^5 Н/м.

Теперь вычислим силу:

• F_e = 10^-7 * 2,83 * 10^5 = 2,83 * 10^-2 Н.

Теперь давайте определим силу тяжести, действующую на шарик. Она рассчитывается по формуле:

• F_g = m * g

где:

• F_g — сила тяжести (в Ньютонах),
• m — масса (в килограммах),
• g — ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²).

Подставим известные значения:

• m = 0,005 кг,
• g = 9,81 м/с².

Теперь вычислим силу тяжести:

• F_g = 0,005 * 9,81 = 0,04905 Н.

Теперь мы можем рассмотреть силы, действующие на шарик. У нас есть две силы: сила тяжести (направлена вниз) и электрическая сила (направлена горизонтально). Нить, на которой висит шарик, образует угол с вертикалью.

Обозначим угол между нитью и вертикалью как α. Для нахождения этого угла мы можем использовать тригонометрические соотношения. Рассмотрим проекции сил:

• Сила тяжести: F_g = 0,04905 Н (вертикально вниз),
• Электрическая сила: F_e = 0,0283 Н (горизонтально вправо).

В соответствии с условиями равновесия, можно написать уравнение для тангенса угла:

• tan(α) = F_e / F_g

Подставим значения:

• tan(α) = 0,0283 / 0,04905.

Теперь вычислим тангенс угла:

• tan(α) ≈ 0,5773.

Теперь найдем угол α, используя арктангенс:

• α = arctan(0,5773).

Приблизительно, угол α будет равен 30 градусов.

Итак, нить образует угол примерно 30 градусов с вертикалью.