Задание 25 ЕГЭ по физике · F31560
Движение заряженного шарика
Две большие параллельные вертикальные пластины из диэлектрика расположены на расстоянии d = 5 см друг от друга. Пластины равномерно заряжены разноимёнными зарядами. Модуль напряжённости поля между пластинами E=6⋅105 В/м. Между пластинами, на равном расстоянии от них, помещён маленький шарик с зарядом Q=5⋅10−11Кл и массой M=3⋅10−3 г. После того как шарик отпускают, он начинает падать. Какую скорость будет иметь шарик, когда коснётся одной из пластин? Трением о воздух и размерами шарика пренебречь.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
На шарик действуют сила тяжести и электрическая сила. Горизонтальная составляющая движения определяется электрическим полем, а вертикальная — свободным падением.
Fэл=QE
Переведём массу в килограммы и найдём ускорение шарика в направлении к пластине:
M=3⋅10−3 г=3⋅10−6 кг,ax=QEM=5⋅10−11⋅6⋅1053⋅10−6=10 м/с2
До пластины шарик проходит половину расстояния между пластинами. Время движения найдём из закона равноускоренного движения:
d2=aₓt22,t==≈0,071 с
Горизонтальная и вертикальная составляющие скорости к моменту касания пластины равны:
vx=axt≈10⋅0,071≈0,71 м/с,vy=gt≈10⋅0,071≈0,71 м/с
Так как составляющие скорости перпендикулярны, модуль скорости равен:
v==≈1,0 м/с
Fэл=QE
Переведём массу в килограммы и найдём ускорение шарика в направлении к пластине:
M=3⋅10−3 г=3⋅10−6 кг,ax=QEM=5⋅10−11⋅6⋅1053⋅10−6=10 м/с2
До пластины шарик проходит половину расстояния между пластинами. Время движения найдём из закона равноускоренного движения:
d2=aₓt22,t==≈0,071 с
Горизонтальная и вертикальная составляющие скорости к моменту касания пластины равны:
vx=axt≈10⋅0,071≈0,71 м/с,vy=gt≈10⋅0,071≈0,71 м/с
Так как составляющие скорости перпендикулярны, модуль скорости равен:
v==≈1,0 м/с
Пример ответа
Скорость шарика при касании пластины равна 1 м/с.
Источник: Открытый банк ФИПИ F31560
Похожие задания
25Электромагнитное излучение с длиной волны 3,3 ⋅ 10^( – 7) м используется для нагревания воды. Какую массу…Нагревание воды фотонами · 002D3A25Плоская монохроматическая световая волна с длиной волны 400 нм падает по нормали на дифракционную решётку.…Период дифракционной решётки · 01C99325Ион с зарядом q=3,2⋅10^(−19) Кл и массой m=1,5⋅10^(−25) кг проходит ускоряющую разность потенциалов U=2 кВ и…Радиус движения иона · 030E6825В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, R1=R, R2=2R, r=0,5R. Когда ключ К разомкнут, на…Мощность в разветвлённой цепи · 05618D25Сила тока в идеальном колебательном контуре меняется со временем так, как показано на рисунке. Определите…Заряд конденсатора в контуре · 07189425На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=12 В и внутренним…Теплота при разряде конденсатора · 0B939C
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.