Два заряди q1 = + 3·10-7 Кл і q2 = -2·10-7 Кл знаходяться у вакуумі на відстані 0,2м один від одного. Визначте напруженість поля в точці С, розташованій на лінії, що сполучає заряди, на відстані 0,05м вправо від заряду q2.

Показать ответ

Ответ:

lilyabelousova

30.04.2021 12:19

Уровень А1. Что более инертно и почему:а) каменная глыба массой 1000 кг или деревянная балка массой 100 кг;б) ружье или пуля, вылетевшая из ружья?Решение2. Определите массу тел:а) медной пластинки размеров 40х10х1 мм;б) стального шарика, при опускании которого в мензурку, объем воды увеличился на 50 мл;в) тела, которое уравновесили на весах гирьками 40 г, 10 г, 1г и 200 мг;г) молекулы воды, если в 1 г воды содержится 4·1022 молекул.Решение3. Используя рис. 1, найдите построением равнодействующую следующих сил:

0,0(0 оценок)

Ответ:

Jgareva101dasha

07.07.2021 08:23

Нарисуйте картинку. Угол между центром кольца и вертикалью назовем $\Phi$ . Угол, на который повернулось колесо (само) относительно состояния в положении равновесия, обозначим $\varphi$ . Радиус кольца -

, радиус ямы -

.
В задаче три вида энергии: кинетическая поступательного движения, кинетическая вращательного и потенциальная. Посчитаем каждую из них глядя на картинку.
Кин. эн. поступ. движения:
$T_\mathrm{tr.}=\frac 12 mv_\mathrm{m.c.}=\frac 12 m (R-r)^2\dot\Phi^2;$
Вращательного:
$T_\mathrm{spin}=\frac 12 mr^2\dot\varphi^2=\frac 12 mR^2\dot\Phi^2$
(здесь использована кинематическая связь между углами $\varphi r=\Phi R$ )
И потенциальная:
$\Pi=mgh_\mathrm{m.c.}=mg(R-r)(1-\cos \Phi)=\frac 12mg(R-r) \Phi^2$
(последнее равенство, на самом деле, приближенное. Здесь использована малость угла $\Phi$ , а именно, первые два члена разложения косинуса в ряд Тейлора: $\cos x=1-\frac{x^2}{2}+o(x^4)$ ).
Полная энергия в процессе движения, конечно, сохраняется. Так и запишем.
$\frac 12 m(R-r)^2\dot\Phi^2+\frac 12 mR^2\dot\Phi^2+\frac 12mg(R-r)\Phi^2=\mathrm{const}.$
Вообще, по школьному алгоритму нужно сейчас это уравнение продифференцировать по времени, но можно этого и не делать, а вместо этого сказать такие слова: уравнение вида $\dot y^2+\omega^2 y^2=\mathrm{const}$ является тем, что в теоретической механике называется первым интегралом уравнения гармонического осциллятора $\ddot y+\omega^2 y=0$ . Омеги, стоящие перед вторыми членами в этих уравнениях в силу некоторых, скорее даже, математических причин, совпадают.
Ну и все тогда, пишем квадрат круговой частоты, внимательно глядя на закон сохранения энергии.
$\omega^2=\frac{mg(R-r)}{m(R-r)^2+mR^2}\longrightarrow\boxed{T=2\pi\left(\frac{(R-r)^2+R^2}{g(R-r)}\right)^{1/2}}$
Обратите внимание, что ответ не зависит от массы кольца!

P.S. можно похулиганить немножко, предположив, что r^2=o(R)

, то есть, что радиус ямы намного больше радиуса кольца. Тогда выражение для периода вырождается в соответствии с предположением (по рабоче-крестьянски, мы тут пренебрегаем квадратом радиуса кольца), в более красивый ответ: $T=\pi\sqrt{\frac{2g}{R}}.$
Обратите внимание, что в этом приближении ответ не зависит даже от радиуса кольца, но зависит, конечно, от радиуса ямы (который в условии очень напрасно не дан). Последнее легко видеть, положив радиус ямы равным бесконечности. Тогда у нас задача превращается в катание колеса по плоскости. В этом случае никаких колебаний нет, а формально, их период равен бесконечности. Теперь ясно, что ответ обязательно должен зависеть от радиуса ямы.

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика