Як знайти заряд

Як знайти заряд

У завданнях з фізики іноді потрібно знайти заряд будь-якого тіла на основі його взаємодії з електричним полем або іншими тілами. У більшості випадків розмірами самого тіла нехтують, щоб не розраховувати розподіл елементарних зарядів на його масі або поверхні.

Інструкція

  1. Наприклад, як знайти заряд пилинки масою 1 мг, яка влетіла в однорідне електричне поле напруженістю 100 кВ / м, пролетіла 4 см і при цьому її швидкість збільшилася з 1 м / с до 3 м / с?
  2. Зробіть коротку запис умов поставленого завдання: m = 1 мг, V1 = 1 м / с, V2 = 3 м / с, S = 4см, E = кВ / м, q-?
  3. Прирівняти силу, що повідомляє порошинці прискорення, до сили, що діє на порошинку з боку однорідного електричного поля. З цієї рівності алгебраїчно висловіть заряд пилинки: виходить, що добуток маси порошинки і прискорення порошинки дорівнює добутку напруженості електричного поля і заряду; в результаті заряд пилинки знаходиться як ставлення твори маси порошинки і прискорення до величини напруженості електричного поля.
  4. Запишіть кінематичне рівняння для визначення прискорення пилинки: прискорення визначається як відношення різниці квадратів кінцевої і початкової швидкості до подвоєному значенню пройденого пилинкою шляху.
  5. Підставте це рівняння у вираз для визначення заряду пилинки. В остаточному варіанті заряд пилинки дорівнює відношенню твори маси порошинки і різниці квадратів кінцевої і початкової швидкостей до подвоєному добутку пройденого шляху і напруженості електричного поля.
  6. Перевірте розмірність шуканої величини: для цього в кінцеву формулу для визначення заряду замість букв, що позначають фізичні величини, підставте одиниці фізичних величин, виражені в системі СІ: одиниця вимірювання заряду визначиться як ставлення твори кг ∙ (м / с) 2 до твору м ∙ В / м; скоротіть в цього дробу однакові одиниці виміру; використовуйте визначення фізичних величин 1 Ньютон і 1 Джоуль і замініть ними певні комбінації фізичних величин.
  7. Підставивши числові значення, обчисліть заряд пилинки. Вийде q = 10 нКл

Корисні поради

Пояснення: згідно з другим законом Ньютона прискорення порошинці повідомляє рівнодіюча всіх сил, що діють на порошинку; так як про опір руху пилинки не згадано, на неї діє єдина сила — з боку електричного поля.