Два металлических одинаково заряженных шарика массой

Два металлических одинаково заряженных шарика массой m = 0,2 кг каждый находятся на некотором расстоянии друг от друга. Найти заряд q шариков, если известно, что на этом расстоянии энергия Wэл их электростатического взаимодействия в миллион раз больше энергии Wгр их гравитационного взаимодействия.
Дано: m = 0,2 кг Wэл = 10^6 Wгр q -?	Решение: Энергия гравитационного притяжения Энергия электростатического отталкивания Отношение этих энергий Заряд q шариков Ответ:

Решение:

Во сколько раз сила гравитационного притяжения между двумя протонами меньше силы их электростатического отталкивания? Заряд протона равен по модулю и противоположен по знаку заряду электрона.
Дано: mр = 1,67·10^-27 Кл qр=|е|=1,6·10^-19 Кл Fгр/Fэл -?	Решение: Силу гравитационного притяжения находим по закону всемирного тяготения Сила электростатического отталкивания Отношение этих сил Ответ:

Два точечных заряда, находясь в воздухе (ε = 1) на

расстоянии r₁ = 20 см друг от друга, взаимодействуют с некоторой силой.
На каком расстоянии r₂ нужно поместить эти заряды в масле, чтобы получить ту
же силу взаимодействия?
Дано:

ε = 1 r1 = 20 см = 20·10^-2 м εм = 5 F1 = F2

r2 - ?

Решение:
Сила Кулона в вакууме

Сила Кулона в масле

По условию задачи
F₁ = F₂

Искомое расстояние

Ответ: 
Дано:

q1 = 8 нКл =8·10^-9 Кл q2 = −6 нКл = - 6·10^-9 Кл r = 10 см = 0,1 м ε = 1

Е -?

Поле, создаваемое зарядом q₁

и направлено от положительного заряда вдоль линии, соединяющей q₁ и q₂.
Поле, создаваемое зарядом q₂

И направлено к отрицательному заряду вдоль линии, соединяющей q₁ и q₂.
Результирующее поле по принципу суперпозиции полей равно сумме полей

Ответ: 


Дано:

mе = 9,1·10^-31 Кл е =1,6·10^-19 Кл mр = 1,67·10^-27 Кл qр=|е|=1,6·10^-19 Кл

Fгр/Fэл -?

Решение:



Ответ: а)
б)
Дано:

q = 2,33 нКл = 2,33·10^-9 Кл F = 0 ε = 1

q0 -?

По условию задачи результирующая сила, действующая на каждый заряд q F = 0, т.е. все заряды находятся в состоянии равновесия. На заряд q действуют четыре силы Условие равновесия Распишем каждую силу Сумма сил  Сила  Результирующая сил  Сила взаимодействия положительного заряда q и отрицательного заряда q0 Тогда Величина отрицательного заряда q0 Ответ:

Дано:

q1 = 7,5 нKл = 7,5·10^-9 Кл q2 = 14,7 нKл = 14,7·10^-9 Кл r = 6 см = 6·10^-2 м а = 3 см = 3·10^-2 м b = 4 см = 4·10^-2 м

Ε -?

Поле, создаваемое зарядом q₁

Поле, создаваемое зарядом q₂

Результирующее поле определяем по теореме косинусов

где

Тогда
Ответ: 


Дано:

ε = 1 τ = 3 мкКл/м = 3·10^-6 Кл/м σ = 20 мкКл/м^2=20·10^-6 Кл/м^2

Fℓ - ?

Сила Кулона

где Е – напряженность поля бесконечно протяженной однородно заряженной плоскости с поверхностной плотностью заряда σ

Заряд бесконечно длиной нити

Сила Кулона на единицу

Ответ: 


Дано:

ε = 1 τ = 3 мкКл/м = 3·10^-6 Кл/м r1 = 2 см = 2·10^-2 м r2 = 1 см = 1·10^-2 м

Fℓ - ? Аℓ -? Сила Кулона где Е – напряженность поля бесконечно протяженной однородно нити с линейной плотностью заряда τ Заряд бесконечно длиной нити Сила Кулона на единицу Работу Аℓ на единицу длины, чтобы сдвинуть эти нити до расстояния r2 найдем как работу переменной силы Ответ:

Дано:

E = 60 кВ/м = 60 · 10^3В/м ρHg = 13,6·10^3кг/м^3

R - ?

На капельку ртути, находящуюся в в электрическом поле
действуют две силы: сила тяжести и Кулона

Сила тяжести
 
Сила Кулона

или

Радиус капельки ртути

Ответ: 

Протон (ядро атома водорода) движется со скоростью 7,7 • 106 м/с. На какое наименьшее
расстояние г может приблизиться протон к ядру атома алюминия? Заряд ядра атома алюминия
q - Ze, где Z — порядковый номер атома в таблице. Менделеева и е — заряд протона, равный
по модулю заряду электрона. Массу протона считать равной массе атома водорода. Протон и
ядро атома алюминия считать точечными зарядами. Влиянием электронной оболочки атома
алюминия пренебречь.

Дано: ν = 7,7· 10^6 м/с q=Ze Ζ =13 е = 1,6·10^-19 Кл mp = 1,67·10^-27 кг r -? Потенциальная энергия покоящегося атома алюминия Из закона сохранения энергии определим расстояние, на которое может приблизиться протон к атому алюминия Ответ:  13. При бомбардировке неподвижного ядра натрия α-частицей сила отталкивания между ними достигла значения 140Н. На какое наименьшее расстояние r приблизилась α-частица к ядру атома натрия? Какую скорость v имела α-частица? Влиянием электронной оболочки атома натрия пренебречь.

Решение: Кинетическая энергия движущегося протона

Решение:

Сила отталкивания по закону Кулона

Расстояние, на которое может приблизиться движущаяся , α-частица к покоящемуся ядру

Кинетическая энергия движущейся α-частицы

Потенциальная энергия покоящегося ядра атома натрия

Движущаяся α-частица сможет приблизиться на расстояние r, где её кинетическая энергия будет равна потенциальной энергии поля покоящегося ядра атома натрия.
Из закона сохранения энергии

определим скорость α-частицы
Ответ: