Расчётная задача высокого уровня по электродинамике · 56 заданий
- Задание №25№25
Главная оптическая ось тонкой собирающей линзы с фокусным расстоянием F = 20 см и точечный источник света S находятся в плоскости рисунка. Точка S нах…
Ход луча, прошедшего линзу под произвольным углом к…
- Задание №25№25
В дно водоёма глубиной 3 м вертикально вбита свая, целиком скрытая под водой. Угол падения солнечных лучей на поверхность воды равен 30°. Свая отбрасы…
Законы преломления света
- Задание №25№25
Точечный источник света движется со скоростью v по окружности вокруг главной оптической оси собирающей линзы в плоскости, параллельной плоскости линзы…
Формула тонкой линзы
- Задание №25№25
Тонкая собирающая линза с фокусным расстоянием F находится между двумя точечными источниками света на расстоянии d = 15 см от одного из них. Источники…
Формула тонкой линзы
- Задание №25№25
Груз на пружине совершает гармонические колебания перпендикулярно главной оптической оси собирающей линзы с оптической силой 5 дптр (см. рисунок). С п…
Собирающие и рассеивающие линзы
- Задание №25№25
На двойном фокусном расстоянии от рассеивающей линзы с оптической силой −10 дптр на её главной оптической оси расположен точечный источник света. Линз…
Собирающие и рассеивающие линзы
- Задание №25№25
Нижняя грань AC прозрачного клина посеребрена и представляет собой плоское зеркало. Угол при вершине клина α = 30°. Луч света падает из воздуха на кли…
Законы отражения света
- Задание №25№25
Математический маятник совершает колебания в плоскости рисунка с амплитудой A = 1 см. Равновесное положение нити маятника находится на расстоянии l =…
Собирающие и рассеивающие линзы
- Задание №25№25
Равнобедренный прямоугольный треугольник ABC расположен перед тонкой собирающей линзой оптической силой 2,5 дптр так, что его катет AC лежит на главно…
Собирающие и рассеивающие линзы
- Задание №25№25
Квадрат со стороной a = 20 см расположен в плоскости главной оптической оси тонкой собирающей линзы с оптической силой D = 2 дптр так, что две его сто…
Собирающие и рассеивающие линзы
- Задание №25№25
В закрытом сосуде постоянного объёма находился воздух при нормальных условиях. Его нагрели электрическим нагревателем, сила тока в котором I = 2 А при…
Работа электрического тока. Закон Джоуля – Ленца
- Задание №25№25
Металлический стержень, согнутый в виде буквы П, закреплён в горизонтальном положении (см. рисунок). На параллельные стороны стержня опирается конц…
Сила Ампера, её направление и величина
В однородном электрическом поле с напряжённостью E = 18 В/м находятся два точечных заряда: Q = -1 нКл и q = +5 нКл с массами M = 5 г и m = 10 г соответственно (см. рис.). На каком расстоянии d друг от друга находятся заряды, если их ускорения совпадают по величине и направлению? Сделайте рисунок с указанием всех сил, действующих на заряды. Силой тяжести пренебречь.
Решение
Условие: E = 18 В/м; Q = -1нКл = −1⋅10−9 Кл, q = +5 нКл = 5⋅10−9 Кл; M = 5 г = 0,005 кг; m = 10 г = 0,01 кг; k=9⋅109
Определить: d - ?
Ход решения:
1) Выберем направление оси Ox вдоль вектора напряжённости внешнего поля E→. На частицу с зарядом q оказывают воздействие две силы электрической природы: F1=qE со стороны внешнего поля, а также кулоновская сила F′=F=d2kq∣Q∣ со стороны заряда Q. Аналогично на заряд Q действуют сила F2=∣Q∣E со стороны поля и сила Кулона 
со стороны заряда q.
2) Запишем уравнения второго закона Ньютона в проекции на выбранную ось Ox:
ma=F1−F (1),
Ma=−F2+F (2).
Используя равенство ускорений из условия, объединим выражения (1) и (2):
mF1−F=MF−F2 (3).
3) Раскроем формулы сил в уравнении (3):
d=E(m∣Q∣+qM)kq∣Q∣(m+M)
d=18(0,01⋅1⋅10−9+0,005⋅5⋅10−9)9⋅109⋅5⋅10−9⋅1⋅10−9⋅(0,01+0,005)
d≈1м.
Ответ: d = 1 м
Источник: ФИПИ