Електростатичне поле… — Частина 1

Електростатичне поле та його характеристики (Лаб).

Мета: розв’язання задач з електростатики.

Студент повинен знати та вміти: основні поняття щодо електростатичного поля, закон Кулона, теорему Гауса-Остроградського, робота електричного поля по переміщенню заряду, потенціал, різниця потенціалів, електроємність, Вміти розв’язувати задачі згідно розглядуваної теми.

Задача 1. Знайти силу, що діє на точковий заряд 5нКл, розташований у центрі півкільця радіусом 5 см, з боку цього півкільця, по якому рівномірно розподілений заряд 300 нКл. y

Дано:

Електростатичне поле... - Частина 1

Електростатичне поле... - Частина 1

Електростатичне поле... - Частина 1 Електростатичне поле... - Частина 1 х

F — ?

АНАЛІЗ. Знайти силу, діючу на точковий заряд Електростатичне поле... - Частина 1 безпосередньо з закону Кулона не можна, тому що півкільце явно не є точковим зарядом. Але можна визначити цю силу як результуючу елементарних сил, що діють на заряд з боку досить малих рівних елементів Електростатичне поле... - Частина 1 півкільця. Відзначимо, що елемент Електростатичне поле... - Частина 1 дуже малий, і його можна розглядати як точковий, але, з іншого боку, елемент Електростатичне поле... - Частина 1 повинний бути великий у порівнянні з розмірами молекул, тобто повинний бути елементом макроскопічним. Оскільки заряд Електростатичне поле... - Частина 1 розподілений по півкільцю рівномірно, те елемент Електростатичне поле... - Частина 1 буде мати зарядЕлектростатичне поле... - Частина 1 (1). Елементарна сила, що діє на точковий заряд, спрямована по прямій, що з'єднує заряд Електростатичне поле... - Частина 1 і елемент Електростатичне поле... - Частина 1 ( рис.1 ), і відповідно до закону Кулона дорівнює Електростатичне поле... - Частина 1 ( 2) При переході від одного елемента півкільця до іншого числове значення елементарних сил Електростатичне поле... - Частина 1 не буде мінятися, але буде змінюватися їх напрямок. Тому будемо окремо шукати проекцію результуючої сили на осі координат. У даному випадку всі елементарні вектори dF лежать у площині рисунка (точніше в площині півкільця), тому можна обмежитися двома осями, направивши їх, з розумінь симетрії, так, як показано на рис.1.

РОЗВ”ЯЗОК. Щоб знайти проекції результуючої сили F на осі, будемо інтегрувати відповідні проекції елементарних сил по півкільцю: Електростатичне поле... - Частина 1 ( 3) Електростатичне поле... - Частина 1 ( 4)

В обох випадках інтеграл береться по півкільцю, що відповідає зміні кута Електростатичне поле... - Частина 1 в межах від 0 до Електростатичне поле... - Частина 1. Підставляючи (1) і (2) у вираз (3) і (4) і, з огляду на те, що Електростатичне поле... - Частина 1 , знаходимо

Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1= Електростатичне поле... - Частина 1. (5)

Електростатичне поле... - Частина 1=Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1 Отже, Електростатичне поле... - Частина 1 Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1 Відповідь: F= 0,00344 Н

Задача № 2. Визначити роботу сил поля, створеного двома точковими зарядами, при перенесенні зарядуЕлектростатичне поле... - Частина 1 Електростатичне поле... - Частина 1 Кл із точки С в точку Д, якщо Електростатичне поле... - Частина 1См, Електростатичне поле... - Частина 1= 10 нКл, Електростатичне поле... - Частина 1 = — 6 нКл

Аналіз.Робота сил поля може бути легко розрахована, якщо відома різниця потенціалів між заданими точками. У даній задачі при перенесенні заряду Електростатичне поле... - Частина 1 із точки С в точку Д робота сил поля Електростатичне поле... - Частина 1 (1).

Дано:

Електростатичне поле... - Частина 1

Електростатичне поле... - Частина 1

Електростатичне поле... - Частина 1

А -?

Рис.2 А а

За умовою, джерело поля – це два точкових заряди, тому варто знайти потенціал кожної точки як алгебраїчну суму потенціалів поля кожного із точкових зарядів:

Електростатичне поле... - Частина 1

Електростатичне поле... - Частина 1 (2)

Електростатичне поле... - Частина 1 і Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1 — потенціали, створені зарядами Електростатичне поле... - Частина 1 у т. С, Електростатичне поле... - Частина 1 – те саме для точки Д. Потенціал точки в полі точкового заряду по відношенню до нескінченності дорівнює Електростатичне поле... - Частина 1 , Електростатичне поле... - Частина 1 – точковий заряд, що створює поле; R – відстань від заряду Електростатичне поле... - Частина 1 до точки, в якій розглядається поле. Знак потенціалу визначається знаком заряду Електростатичне поле... - Частина 1.

РОЗВ’ЯЗОК. Вираз (2) запишемо у вигляді

Електростатичне поле... - Частина 1

Електростатичне поле... - Частина 1 (3),

Де х =Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1 (4), з Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1, підставляючи (4) і (3) у формулу (1) отримаємо:

Електростатичне поле... - Частина 1=Електростатичне поле... - Частина 1=Електростатичне поле... - Частина 1.

Електростатичне поле... - Частина 1

Електростатичне поле... - Частина 1

ЗАДАЧА 3. Дві нескінченно довгі рівномірно заряджені нитки розташовані паралельно одна від одної на відстані Електростатичне поле... - Частина 1. Знайти геометричне місце точок, де результуюча напруженість поля дорівнює нулю, якщо лінійні густини зарядів ниток мають значення : t1= 12 10-9 Електростатичне поле... - Частина 1; t2=6 .10-9Електростатичне поле... - Частина 1

Дано

Електростатичне поле... - Частина 1

T1=Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1

T2=Електростатичне поле... - Частина 1

Рис.3

Електростатичне поле... - Частина 1

Електростатичне поле... - Частина 1 Аналіз. За умовою задачі нитки нескінченно довгі. Це означає, що відстань між нитками багато менша довжини кожної, і поле, створюване кожною ниткою, можна вважати плоско радіальним (силові лінії лежать у площинах, перпендикулярних до зарядженої нитки, і спрямовані по радіусу). Розглянемо перетин ниток перпендикулярною площиною (рис.3). У будь-якій точці що не лежить в площині обох ниток, вектори напруженості полів першої і другої ниток розташовані під кутом один до одного. Отже, за принципом суперпозиції полів напруженість результуючого поля Електростатичне поле... - Частина 1 і воно не може бути рівне нулю. Вектори Електростатичне поле... - Частина 1 і Електростатичне поле... - Частина 1 колінеарні і притому спрямовані в різні сторони тільки в точках, що лежать у площині ниток між ними. Всі точки прямої, розташованої паралельно ниткам, будуть знаходитися в рівних умовах.

РОЗВ’ЯЗОК. Розглянемо поле в точці С : Електростатичне поле... - Частина 1 (1). Рівняння (1) замінимо скалярним виразом Електростатичне поле... - Частина 1 (2). Напруженості Е1 і Е2 відповідно дорівнюють

Електростатичне поле... - Частина 1= Електростатичне поле... - Частина 1, Електростатичне поле... - Частина 1 (3).

Де х – відстань від 1-ої нитки до точки С.

Відповідно до умови задачі Ес = 0, тому Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1 Електростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1 (4) Враховуючи, що хЕлектростатичне поле... - Частина 1Електростатичне поле... - Частина 1 і хЕлектростатичне поле... - Частина 1 0 то вираз (4) дає результат Електростатичне поле... - Частина 1 ; Електростатичне поле... - Частина 1

Електростатичне поле... - Частина 1. Електростатичне поле... - Частина 1 Відповідь: Х=0,067м

ЗАДАЧА 4. Дві нескінченно довгі рівномірно заряджені нитки розташовані паралельно одна від одної на відстані Електростатичне поле... - Частина 1. Знайти геометричне місце точок, де результуюча напруженість поля дорівнює нулю, якщо лінійні густини зарядів ниток мають значення : t1= 12 10-9 Електростатичне поле... - Частина 1; t2=6 .10-9Електростатичне поле... - Частина 1

Реферати

  • технологічна схема виробництва масла фото
  • Методы технического анализа. Основные мероприятия определения и методы оценки качества продукции. Современные средства контроля и испытания качества.
  • современные направления в организации хранения сушёных плодов и овощей
  • коэффициент повышения механизации с/х
  • хранилища для хранения продукции и факторы влияющие на объем закладываемой на хранение продукции
  • робота з фіксаналами
Tagged with: , , , , , ,
Posted in Фізика
Перелік предметів:
  1. Інформаційні технологіі в галузі
  2. Інформаційні технологіі в системах якості стандартизаціісертифікаціі
  3. Історія української культури
  4. Бухоблік у ресторанному господарстві
  5. Діловодство
  6. Мікропроцесорні системи управління технологічними процесами
  7. Науково-практичні основи технологіі молока і молочних продуктів
  8. Науково-практичні основи технологіі м’яса і м’ясних продуктів
  9. Організація обслуговування у підприємствах ресторанного господарства
  10. Основи наукових досліджень та технічноі творчості
  11. Основи охорони праці
  12. Основи підприємницькоі діяльності та агробізнесу
  13. Політологія
  14. Технологічне обладнання для молочноі промисловості
  15. Технологічне обладнання для м’ясноі промисловості
  16. Технологічний семінар
  17. Технологія зберігання консервування та переробки молока
  18. Технологія зберігання консервування та переробки м’яса
  19. Технологія продукціі підприємств ресторанного господарства
  20. Технохімічний контроль
  21. Технохімічний контроль
  22. Управління якістю продукціі ресторанного господарства
  23. Вища математика 3к.1с
  24. Вступ до фаху 4к.2с.
  25. Загальні технології харчових виробництв
  26. Загальна технологія харчових виробництв 4к.2с.
  27. Мікробіологія молока і молочних продуктів 3к.1с
  28. Математичні моделі в розрахунках на еом
  29. Методи контролю харчових виробництв
  30. Основи фізіології та гігієни харчування 3к.1с
  31. Отримання доброякісного молока 3к.1с
  32. Прикладна механіка
  33. Прикладна механіка 4к.2с.
  34. Теоретичні основи технології харчових виробництв
  35. Технологія зберігання, консервування та переробки м’яса
  36. Фізика
  37. Харчові та дієтичні добавки
  38. Фізичне виховання 3к.1с

На русском

  1. Методы контроля пищевых производств
  2. Общая технология пищевых производств
  3. Теоретические основы технологий пищевых производств
  4. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
LiveInternet