Как найти заряд
- Как найти заряд пылинки в электрическом поле?
- Условия задачи
- Решение задачи
- Кинематическое уравнение
- Выражение для определения заряда
- Проверка размерности
- Вычисление заряда пылинки
- Выводы
Как найти заряд пылинки в электрическом поле?
Задачи по физике часто требуют нахождения заряда тела на основе его взаимодействия с электрическим полем или другими телами. В таких задачах обычно пренебрегают размерами тела, чтобы упростить расчеты. В этой статье мы рассмотрим, как найти заряд пылинки, которая влетела в однородное электрическое поле.
Условия задачи
Дана пылинка массой 1 мг, которая движется в однородном электрическом поле с напряженностью 100 кВ/м. Пылинка пролетает 4 см и ее скорость изменяется с 1 м/с до 3 м/с. Наша задача - найти заряд этой пылинки.
Решение задачи
Для решения задачи мы можем приравнять силу, сообщающую пылинке ускорение, к силе, действующей на пылинку со стороны электрического поля. Из этого равенства мы можем алгебраически выразить заряд пылинки.
Кинематическое уравнение
Для определения ускорения пылинки мы можем использовать кинематическое уравнение. Ускорение определяется как отношение разности квадратов конечной и начальной скорости к удвоенному значению пройденного пылинкой пути.
Выражение для определения заряда
Подставив это уравнение в выражение для определения заряда пылинки, мы получаем окончательную формулу. Заряд пылинки равен отношению произведения массы пылинки и разности квадратов конечной и начальной скоростей к удвоенному произведению пройденного пути и напряженности электрического поля.
Проверка размерности
Для проверки размерности найденной величины мы можем подставить числовые значения исходных данных в формулу и перевести все физические величины в единицы СИ. Например, единица измерения заряда определится как отношение произведения кг•(м/с)2 к произведению м•В/м. Мы также можем использовать определение физических величин 1 Ньютон и 1 Джоуль для замены определенных комбинаций физических величин.
Вычисление заряда пылинки
Подставив числовые значения в формулу, мы можем вычислить заряд пылинки. В данном случае, получится q=10 нКл.
Выводы
Таким образом, для нахождения заряда пылинки в электрическом поле, мы можем использовать равенство сил и кинематическое уравнение. Подставляя числовые значения и проводя проверку размерности, мы можем получить искомый результат.