Номер 4, страница 384 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Авторы: Грачев А. В., Погожев В. А., Салецкий А. М., Боков П. Ю.
Тип: Учебник
Серия: алгоритм успеха
Издательство: Просвещение
Год издания: 2011 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: бирюзовый изображена солнечная система со всеми планетами
ISBN: 978-5-09-091742-1
Популярные ГДЗ в 10 классе
Упражнения. Параграф 69. Сложение электрических сил. Глава 10. Электростатика. Электродинамика - номер 4, страница 384.
№4 (с. 384)
Условие. №4 (с. 384)
скриншот условия

4. Тонкое кольцо радиусом $R = 10 \text{ см}$ Рис. 266 равномерно заряжено. Заряд кольца $Q = 6 \text{ мкКл}$. На оси кольца на расстоянии $h = 10 \text{ см}$ от его центра расположен точечный заряд $q = 5 \text{ мкКл}$. Определите модуль и направление электростатической силы, действующей на этот заряд со стороны кольца.
Решение. №4 (с. 384)
Дано:
$R = 10 \text{ см} = 0.1 \text{ м}$
$Q = 6 \text{ мкКл} = 6 \cdot 10^{-6} \text{ Кл}$
$h = 10 \text{ см} = 0.1 \text{ м}$
$q = 5 \text{ мкКл} = 5 \cdot 10^{-6} \text{ Кл}$
$k = 9 \cdot 10^9 \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{Кл}^2}$ (электрическая постоянная)
Найти:
$F$ - модуль электростатической силы, и ее направление.
Решение:
Для нахождения силы, действующей на точечный заряд $q$ со стороны заряженного кольца, воспользуемся формулой $F = qE$, где $E$ – напряженность электрического поля, создаваемого кольцом в точке нахождения заряда $q$.
Напряженность электрического поля, создаваемого равномерно заряженным кольцом на его оси на расстоянии $h$ от центра, определяется по формуле:
$E = \frac{kQh}{(R^2+h^2)^{3/2}}$
где $k$ – электрическая постоянная, $Q$ – заряд кольца, $R$ – радиус кольца.
Вектор напряженности $E$ направлен вдоль оси кольца. Так как заряд кольца $Q > 0$, вектор $E$ направлен от центра кольца.
Тогда сила, действующая на точечный заряд $q$, равна:
$F = qE = \frac{kQqh}{(R^2+h^2)^{3/2}}$
Подставим числовые значения в систему СИ:
$F = \frac{9 \cdot 10^9 \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{Кл}^2} \cdot (6 \cdot 10^{-6} \text{ Кл}) \cdot (5 \cdot 10^{-6} \text{ Кл}) \cdot 0.1 \text{ м}}{((0.1 \text{ м})^2 + (0.1 \text{ м})^2)^{3/2}}$
Вычислим числитель:
$9 \cdot 10^9 \cdot 6 \cdot 10^{-6} \cdot 5 \cdot 10^{-6} \cdot 0.1 = (9 \cdot 6 \cdot 5 \cdot 0.1) \cdot 10^{9-6-6} = 27 \cdot 10^{-3} \text{ Н} \cdot \text{м}^2$
Вычислим знаменатель:
$((0.1)^2 + (0.1)^2)^{3/2} = (0.01 + 0.01)^{3/2} = (0.02)^{3/2} = (2 \cdot 10^{-2})^{3/2} = 2^{3/2} \cdot (10^{-2})^{3/2} = 2\sqrt{2} \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$
Теперь найдем модуль силы:
$F = \frac{27 \cdot 10^{-3} \text{ Н} \cdot \text{м}^2}{2\sqrt{2} \cdot 10^{-3} \text{ м}^3} = \frac{27}{2\sqrt{2}} \text{ Н}$
Приближенно, $\sqrt{2} \approx 1.414$:
$F \approx \frac{27}{2 \cdot 1.414} = \frac{27}{2.828} \approx 9.55 \text{ Н}$
Направление силы: так как заряд кольца $Q$ и точечный заряд $q$ одноименные (оба положительные), сила является силой отталкивания. Следовательно, сила $F$ направлена вдоль оси кольца от его центра.
Ответ: Модуль силы равен $F \approx 9.55$ Н. Сила направлена вдоль оси кольца в сторону от его центра.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 4 расположенного на странице 384 к учебнику серии алгоритм успеха 2011 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №4 (с. 384), авторов: Грачев (Александр Васильевич), Погожев (Владимир Александрович), Салецкий (Александр Михайлович), Боков (Павел Юрьевич), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.