Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание № 600
i

На то­чеч­ный заряд q, на­хо­дя­щий­ся в элек­тро­ста­ти­че­ском поле, со­здан­ном за­ря­да­ми q1 и q2, дей­ству­ет сила \vecF (см.рис.). Если заряд q1 = 5,1 нКл, то заряд q2 равен ...нКл.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Рав­но­дей­ству­ю­щая сила, дей­ству­ю­щая на заряд q, на­прав­лен­на вверх. Про­ве­дем ось пер­пен­ди­ку­ляр­но рав­но­дей­ству­ю­щей силе и за­пи­шем про­ек­цию век­тор­но­го ра­вен­ства на эту ось: F_1 ко­си­нус альфа _1=F_2 ко­си­нус альфа _2. Пусть длина клет­ки x, тогда:

F_1 = дробь: чис­ли­тель: kq_1q, зна­ме­на­тель: r_1 в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: kq_1q, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка 2x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка 2x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: kq_1q, зна­ме­на­тель: 8x в квад­ра­те конец дроби ,

F_2 = дробь: чис­ли­тель: kq_2q, зна­ме­на­тель: r_2 в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: kq_2q, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка 2x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка 4x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: kq_2q, зна­ме­на­тель: 20x в квад­ра­те конец дроби ,

 ко­си­нус альфа _1 = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

 ко­си­нус альфа _2 = дробь: чис­ли­тель: 2x, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс 4x в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та конец дроби

Зна­чит,

q_2 = дробь: чис­ли­тель: 20 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та q_1, зна­ме­на­тель: 8 умно­жить на 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 10 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 5,1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби \approx 10нКл

Ответ: 10.

Источник: Цен­тра­ли­зо­ван­ное те­сти­ро­ва­ние по фи­зи­ке, 2011
Сложность: III