Шарик массой 2 грамма подвешен на шелковой нити длиной 50 см. шарик имеет положительный заряд 10 нкл и находится в однородном электрическом поле, напряженность которого направлена вертикально вниз и равна 1 мв/м. каков период малых колебаний шарика.

Рассмотрим два случая.

1. На шарик действует лишь сила со стороны электрического поля, а сила тяжести не действует.

Силу рассчитаем, как произведение эл. заряда на напряженность поля:

F = Eq

Далее найдем ускорение, с которым этот шарик двигался бы в электрическом поле, не будь он подвешен на нити:

а = F/m (по второму закону Ньютона)

Теперь воспользуемся формулой для определения периода колебаний нитяного маятника в однородном гравитационном поле:

Только вместо ускорения свободного падения g, используем ускорение a, рассчитанное нами ранее. Получим формулу:

или с учетом ранее проведенных выкладок:

Здесь, напоминаю, l - длина нити

Расчёт:

2. Если на тело действует дополнительно сила тяжести, сообщающая ему ускорение свободного падения g = 9,8 м/с². Всё то же самое, только вместо ускорения a в формуле будет ускорение (a+g)

Здесь удобнее a рассчитать отдельно:

a = Eq/m = 1*10⁶В/м ˣ 10*10⁻⁹ Кл / 0,002 кг = 5 м/с²

Тогда a+g = 9,8 м/с² + 5 м/с² = 14,8 м/с²

А при расчете период колебаний получим