Автор Тема: РТ1 А10  (Прочитано 28290 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

anat

  • Гость
РТ1 А10
« : 31 Октября 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:
« Последнее редактирование: 20 Июля 2017, 15:18 от alsak »

anat

  • Гость
Re: Задача А10
« Ответ #1 : 31 Октября 2012, 07:14 »
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.
« Последнее редактирование: 31 Октября 2012, 07:30 от anat »

alsak

  • Гость
Re: Задача А10
« Ответ #2 : 31 Октября 2012, 08:12 »
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.

anat

  • Гость
Re: Задача А10
« Ответ #3 : 31 Октября 2012, 20:29 »

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.

alsak

  • Гость
Re: Задача А10
« Ответ #4 : 31 Октября 2012, 20:44 »

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.

valerijsh

  • Гость
Re: Задача А10
« Ответ #5 : 01 Ноября 2012, 09:35 »

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.

alsak

  • Гость
Re: Задача А10
« Ответ #6 : 01 Ноября 2012, 10:57 »
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.

« Последнее редактирование: 20 Июля 2017, 15:19 от alsak »

anat

  • Гость
Re: Задача А10
« Ответ #7 : 01 Ноября 2012, 16:43 »
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?

 

Sitemap 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24