Форум сайта alsak.ru
Задачи и вопросы по физике => Подготовка, анализ ЦТ => Тестирование 2012/2013 => : anat 31 October 2012, 07:11
-
Задача, похожая на задачу А10 РТ 1 этапа.
Условие: Два одинаковых маленьких металлических шарика подвешены на нерастяжимых невесомых нитях равной длины. Первый шарик зарядили отрицательным зарядом – 3q0, а второй – положительным зарядом +q0. Затем каждому шарику сообщили дополнительно отрицательный заряд – 5q0. Установившееся положение шариков изображено на рисунке, обозначенном буквой:
-
Рекомендации по решению. Не зацикливайтесь над тем, какие заряды и какого знака дали в условии. Сразу выбирайте рисунок, на котором заряды разведены в разные стороны на одинаковое расстояние. Это ответ Д.
Другие варианты практически невозможны при данных условиях.
-
Не зацикливайтесь над тем, какие заряды и какого знака дали в условии. Сразу выбирайте рисунок, на котором заряды разведены в разные стороны на одинаковое расстояние. Это ответ Д.
Другие варианты практически невозможны при данных условиях.
Все же определить новые знаки зарядов нужно, т.к. если они окажутся разноименные, то ответ А.
-
Все же определить новые знаки зарядов нужно, т.к. если они окажутся разноименные, то ответ А.
Ответ А не может быть, так как сила притяжения зарядов пропорциональна r2, а проекция силы натяжения на ось Х пропорциональна r. Кулоновская сила притяжения возрастает быстрее проекции силы натяжения. Заряды схлопнутся.
-
Все же определить новые знаки зарядов нужно, т.к. если они окажутся разноименные, то ответ А.
Ответ А не может быть, так как сила притяжения зарядов пропорциональна r2, а проекция силы натяжения на ось Х пропорциональна r. Кулоновская сила притяжения возрастает быстрее проекции силы натяжения. Заряды схлопнутся.
Никогда не думал над таким вариантом, надо будет завтра его рассмотреть.
-
Все же определить новые знаки зарядов нужно, т.к. если они окажутся разноименные, то ответ А.
Ответ А не может быть, так как сила притяжения зарядов пропорциональна r2, а проекция силы натяжения на ось Х пропорциональна r. Кулоновская сила притяжения возрастает быстрее проекции силы натяжения. Заряды схлопнутся.
Ты, конечно, прав! Заряды притянутся в случае А. Но объяснение этому есть проще и доступнее: система находится в НЕУСТОЙЧИВОМ равновесии.
-
Все же определить новые знаки зарядов нужно, т.к. если они окажутся разноименные, то ответ А.
Ответ А не может быть, так как сила притяжения зарядов пропорциональна r2, а проекция силы натяжения на ось Х пропорциональна r. Кулоновская сила притяжения возрастает быстрее проекции силы натяжения. Заряды схлопнутся.
Никогда не думал над таким вариантом, надо будет завтра его рассмотреть.
Рассмотрим такую задачу:
Два заряженных шарика (q1 > 0, q2 < 0) подвешены на нити длиной L. Расстояние между точками подвеса r, масса шариков m (рис. 1).
Определить, как зависят проекция сила натяжения нити Tx и кулоновская сила F от расстояния x между зарядами.
Решение в рисунке.
Вывод: кулоновская сила F обратно пропорциональна квадрату расстояния x между зарядами (см. уравнение 1), а проекция силы натяжения Tx зависит от x явно не линейно (см. уравнения 2 и 3).
Проанализируем графики функций (1) и (2).
Пусть q1 = 5 нКл, q2 = –10 нКл, L = 100 см, r = 30 см, m = 10 г. Графики изображены на рис. 2 (красным – проекция силы Т), сила в мН, расстояние в м.
Вывод. Шарик может находится в равновесии (точка А на рис. 2). Но это равновесие не устойчивое: при уменьшении расстояния – больше становится кулоновская сила, и шарики столкнуться (а затем разлетятся); при увеличении расстояния — больше становится проекция силы натяжения, и шарики начнут двигаться вниз до второй точки равновесия (на рис. 3). Это уже устойчивое равновесие, но нить находится почти в вертикальном положении (х почти равна r = 30 см).
Вот такая картина при выбранных значениях. Анализировать, как будет меняться ситуация в зависимости от зарядов и масс шариков уже лень, но графики, по моему, должны всегда пересекаться в двух точках, а, следовательно, должны быть две точки равновесия: устойчивого и не устойчивого.
И вы правы, положения А быть не может для разноименных зарядов (для таких зарядов правильного положения в ответах нет).
И функция 2 оказалась почти линейной.
-
Ты, конечно, прав! Заряды притянутся в случае А. Но объяснение этому есть проще и доступнее: система находится в НЕУСТОЙЧИВОМ равновесии.
И вы правы, положения А быть не может для разноименных зарядов (для таких зарядов правильного положения в ответах нет).
И функция 2 оказалась почти линейной.
Именно про это я и вел речь. Именно неустойчивое равновесие. Именно почти линейная функция. И столкнулся я с этим впервые, когда исследовали притяжение между магнитами. Там сила магнитного притяжения пропорциональна порядка пятой степени расстояния. А нам нужно было измерить именно силу притяжения, причем на разных расстояниях. Намучились, скажу я вам. Но в конце концов подлаживали бумагу насыпая песочек в ведерко Архимеда, определяли, при каком значении силы тяжести произойдет отрыв, что и соответсвовало искомой силе.
С тех пор, когда кто-то говорит, что степень электризации кошки определял через силу электрического притяжения, то я сразу интересуюсь, а как они ее измерили?