Как найти e физика: Кинетическая энергия — урок. Физика, 9 класс.

Образовательный центр Maximum Education, онлайн школа подготовки к экзаменам

Вы:

Родитель

Ученик

Выберите класс

5 класс6 класс7 класс8 класс9 класс10 класс11 класс

Оставляя заявку, вы даете согласие на обработку персональных данных

Узнайте больше о курсах

10 и 11 классы

ЕГЭ

8 и 9 классы

ОГЭ

5-8 классы

Школьная программа

8-11 классы

Профориентация

Разберись в профессиях и выбери своё будущее!

5-11 классы

Программирование

Первые профессиональные навыки для подростков в ИТ

5-11 классы

Акции

Все специальные предложения на одной странице

Вы:

Родитель

Ученик

Выберите класс

5 класс6 класс7 класс8 класс9 класс10 класс11 класс

Оставляя заявку, вы даете согласие на обработку персональных данных

260 000 учеников прошли курсы MAXIMUM Присоединяйтесь!

• 45

  учебных центров

  в России и ближнем зарубежье, онлайн по всему миру

• 3 000

  школ-партнёров

  из 206 городов ежегодно приглашают нас проводить мастер-классы по обучению, поступлению и профориентации

• 153

  университета

  выступают на нашем форуме «Навигатор поступления» и вебинарах в их числе МГУ, ВШЭ, МФТИ, СПбГУ, РАНХиГС и другие

Начните учиться бесплатно

• Онлайн-лекции
• Дни открытых дверей
• Пробные уроки
• Родителям

В ближайшее время не запланировано мероприятий данной категории

Все уроки

О нас пишут

За результат ученика отвечают

более 1250 специалистов

• Технологии и аналитика
• Разработка курсов
• Центр подготовки преподавателей
• Эффективная методика

Онлайн-модуль делает обучение доступным и удобным, а результат — предсказуемым. Ученик получает всё необходимое в онлайн-модуле: теорию, домашние задания, дополнительные видеолекции и расписание уроков — не придётся ничего искать.

А ещё модуль показывает прогресс: результат входной диагностики знаний, баллы за контрольные, результаты домашних заданий и рейтинг в группе. Успех ученика всегда под контролем преподавателя.

Наши мероприятия

Партнёры

История MAXIMUM Education

90-я юбилейная выставка Навигатор поступления

Запуск совместного с МПГУ элективного курса для студентов

Вы:

Родитель

Ученик

Выберите класс

5 класс6 класс7 класс8 класс9 класс10 класс11 класс

Оставляя заявку, вы даете согласие на обработку персональных данных

Вот как физики создали “кротовую нору” в квантовом компьютере

https://inosmi. ru/20221203/fizika-258479878.html

Вот как физики создали “кротовую нору” в квантовом компьютере

Вот как физики создали “кротовую нору” в квантовом компьютере

Вот как физики создали “кротовую нору” в квантовом компьютере

Ученые Fermilab и Массачусетского технологического института создали “кротовую нору” Эйнштейна в квантовом компьютере. Она может позволить путешествовать между… | 03.12.2022, ИноСМИ

2022-12-03T15:07

2022-12-03T15:07

2022-12-05T12:40

nature

наука

гравитация

физика

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn1.inosmi.ru/img/24849/74/248497419_0:100:1921:1180_1920x0_80_0_0_e2945b9d4de6c34899b05de7085a7e34.jpg

Давид Кастельвекки (Davide Castelvecchi)Необычный эксперимент по телепортации – это простая квантовая физика, но на его проведение ученых вдохновили туннели в экзотической “игрушечной вселенной”.Физики воспользовались квантовым компьютером, чтобы осуществить квантовую телепортацию нового типа. Это возможность перемещения квантового состояния между удаленными друг от друга местами, как будто информация может перемещаться мгновенно. Телепортация – это зарекомендовавший себя прием в квантовой технологии, однако цель нового эксперимента заключалась в моделировании свойств прохода под названием “кротовая нора” в виртуальной вселенной.Участники эксперимента, описанного в номере журнала Nature от 30 ноября, называют его важным шагом к использованию обычной квантовой физики для исследования представлений об абстрактных вселенных, когда гравитация и квантовая механика гармонично сосуществуют. Квантовые компьютеры способны помочь с разработкой квантовой теории гравитации в этих “игрушечных” вселенных (разработка квантовой теории гравитации для нашей Вселенной – это один из самых важных вопросов в физике, на который пока нет ответа). “Это проверка представлений о квантовой гравитации в реальных лабораторных условиях на испытательном стенде”, – говорит специалист по физике элементарных частиц и руководитель исследования Мария Спиропулу (Maria Spiropulu), работающая в Калифорнийском технологическом институте. Туннели в пространстве-времениФизики Альберт Эйнштейн и Натан Розен в 1935 году выдвинули теорию кротовых нор, или червоточин. Так они назвали проходы в пространственно-временном континууме, которые могут соединять центры черных дыр. Они рассчитали, что в принципе общая теория относительности Эйнштейна допускает существование таких кротовых нор. А это объясняет гравитацию как следствие искривления пространства-времени. (Вскоре физики поняли, что даже если кротовые норы существуют, они вряд ли позволят осуществлять межзвездные полеты, о которых пишут научные фантасты.).Поскольку ученые работали с экзотической игрушечной вселенной, они в ходе своего исследования не моделировали ничего такого, что напоминало бы кротовую нору, о которой говорили Эйнштейн и Розен, и которая могла бы существовать в нашей Вселенной. Но эксперимент с телепортацией можно считать аналогом червоточины в их виртуальной системе, ведь речь идет о том, что поданная с одной стороны “кротовой норы” квантовая информация появилась с другой стороны. “Удивительно не то, что послание добралось в некоей форме, а то, что оно добралось в правильной последовательности, – написали авторы в своей сопроводительной статье. – Это вполне понятно из гравитационного описания: послание прибывает в другую сторону в полном порядке, потому что оно перемещалось в кротовой норе”.Экзотическая физикаНа проведение этого эксперимента ученых вдохновили более ранние исследования, в которых соединилась физика экзотических вселенных и их собственная версия гравитации с более стандартной, и тем не менее, виртуальной квантовой системой. Основная идея состоит в том, что из коллективных свойств простых квантовых частиц, живущих в своеобразном “теневом мире”, возникают некие абстрактные варианты пространства-времени. Это похоже на то, как двухмерная голограмма создает иллюзию трехмерного изображения. Такое голографическое “поведение” определяет, как возникающее пространство-время искривляется само в себе, производя эффект гравитации.Физики пока не знают, как писать квантовые теории возникающих вселенных непосредственно. Но им известно, что такие явления должны находить отражение в физике вышеупомянутого теневого мира. Это значит, что такие гравитационные явления как черные дыры, до сих пор являющиеся загадкой для теоретической физики, а также кротовые норы не противоречат квантовой теории.Новый эксперимент был проведен по схеме, предложенной в 2017 году физиком из Гарвардского университета в Кембридже, штат Массачусетс, Дэниелом Джафферисом (Daniel Jafferis) и его коллегами. Главное внимание в этой работе было уделено простейшей модели голографического соответствия SYK (названа так по инициалам ее создателей). В такой игрушечной смоделированной вселенной у пространства не три измерения, а только одно.В своем новом исследовании Джафферис с коллегами смоделировал еще более упрощенную версию такой голограммы, используя квантовые биты (кубиты) процессора Sycamore компании Google. Они рассчитывали, что смоделированные ими квантовые частицы воспроизведут определенные характеристики гравитации в виртуальной вселенной. Но в своей работе они были ограничены возможностями современных квантовых компьютеров. “Нам надо было найти модель, которая как бы сохраняет свойства гравитации, и которую мы могли бы закодировать на квантовом процессоре с ограниченным количеством кубитов, – рассказала Мария Спиропулу. – Мы уменьшили ее до крошечной модели и проверили, чтобы она сохраняла гравитационную динамику”.”До начала работы над проектом не было ясно, сможет ли продемонстрировать это явление система с таким незначительным числом кубитов”, – добавил Джафферис.Некоторые ученые считают, что это направление исследований является многообещающим путем к разработке квантовой теории гравитации для нашей Вселенной. Другие же видят в нем тупик. Проверенная в лаборатории Google теория “имеет лишь очень косвенное отношение к любым возможным теориям квантовой гравитации в нашей Вселенной”, – говорит математик из Массачусетского технологического института в Кембридже Питер Шор (Peter Shor).

/20220731/kosmos-255273012.html

ИноСМИ

info@inosmi. ru

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

2022

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

Новости

ru-RU

https://inosmi.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn1.inosmi.ru/img/24849/74/248497419_106:0:1813:1280_1920x0_80_0_0_2fa12a4d00082d1cfee912d1d534e5fb.jpg

1920

1920

true

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

nature, наука, гравитация, физика

19.2 Электрический потенциал в однородном электрическом поле – Колледж физики, главы 1-17

19 Электрический потенциал и электрическое поле

Цели обучения

• Описать взаимосвязь между напряжением и электрическим полем.
• Получите выражение для электрического потенциала и электрического поля.
• Рассчитать напряженность электрического поля с учетом расстояния и напряжения.

В предыдущем разделе мы исследовали взаимосвязь между напряжением и энергией. В этом разделе мы исследуем взаимосвязь между напряжением и электрическим полем. Например, однородное электрическое поле [латекс]\textbf{E}[/латекс] создается путем помещения разности потенциалов (или напряжения) [латекс]\жирный символ{\Delta V}[/латекс] на две параллельные металлические пластины, обозначены A и B. (См. рис. 1.) Изучив это, мы узнаем, какое напряжение необходимо для создания определенной напряженности электрического поля; это также выявит более фундаментальную связь между электрическим потенциалом и электрическим полем. С точки зрения физика для описания любого распределения заряда можно использовать либо [латекс]\boldsymbol{ \Delta V}[/латекс], либо [латекс]\текстbf{Е}[/латекс]. [latex]\boldsymbol{ \Delta V}[/latex] наиболее тесно связан с энергией, тогда как [latex]\textbf{E}[/latex] наиболее тесно связан с силой.

[латекс]\boldsymbol{\Delta V}[/латекс] это скалярная величина и не имеет направления, тогда как [latex]\textbf{E}[/latex] является векторной величиной , имеющей как величину, так и направление. (Обратите внимание, что величина напряженности электрического поля, скалярная величина, представлена ​​ниже [latex]\textbf{E}[/latex].) Связь между [latex]\boldsymbol{\Delta V}[/latex] а [latex]\textbf{E}[/latex] определяется путем вычисления работы, совершаемой силой при перемещении заряда из точки A в точку B. Но, как отмечалось в главе 19.1 «Электрическая потенциальная энергия: разность потенциалов», это сложный для произвольного распределения заряда, требующий исчисления. Поэтому мы рассматриваем однородное электрическое поле как интересный частный случай.

Рисунок 1. Соотношение между В и E для параллельных проводящих пластин составляет E = В / d . (Обратите внимание, что Δ В = В _AB по величине. Для заряда, который перемещается с пластины A с более высоким потенциалом на пластину B с более низким потенциалом, необходимо включить знак минус следующим образом: –Δ В = В _А – В _В = В _AB . Подробности см. в тексте.)

Работа, совершаемая электрическим полем на рисунке 1 для перемещения положительного заряда [латекс]\boldsymbol{q}[/latex] от A, положительной пластины с более высоким потенциалом, к B, отрицательной пластина, нижний потенциал,

[латекс]\boldsymbol{W = -\Delta \textbf{PE} = -q \Delta V.}[/latex]

Разность потенциалов между точками А и В равна

[латекс]\boldsymbol{- \Delta V = -(V_{\textbf{B}} – V_{\textbf{A}}) = V_{\textbf{A} – V_{\textbf{B}}} = V_{\textbf{AB}}}[/латекс].

Ввод этого в выражение для работы дает

[латекс]\boldsymbol{W = qV _{\textbf{AB}}}[/латекс].

Работа [латекс]\boldsymbol{W = Fd \;\textbf{cos} \theta}[/latex], так как путь параллелен полю, и поэтому [латекс]\boldsymbol{W = Fd}[/ латекс]. Поскольку [латекс]\boldsymbol{F = qE}[/латекс], мы видим, что [латекс]\жирный символ{W = qEd}[/латекс]. Подстановка этого выражения для работы в предыдущее уравнение дает

[латекс]\boldsymbol{qEd = qV _{\textbf{AB}}}[/латекс].

Заряд отменяется, поэтому напряжение между точками A и B равно

[латекс]\begin{array}{l} \boldsymbol{V _{\textbf{AB}} = Ed} \\ \boldsymbol{E = \frac{V _{\textbf{AB}}}{d}} \ end{array}[/latex] [латекс]\}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{\textbf{(uniform} \; E \;\textbf{- только поле)}} ,[/latex]

, где [латекс]\boldsymbol{d}[/латекс] — расстояние от А до В или расстояние между пластинами на рисунке 1. Обратите внимание, что приведенное выше уравнение подразумевает, что единицами измерения электрического поля являются вольты на метр. Мы уже знаем, что единицами измерения электрического поля являются ньютоны на кулон; таким образом, справедливо следующее соотношение между единицами:

[латекс]\boldsymbol{1 \;\textbf{N} / \textbf{C} = 1 \;\textbf{V} / \textbf{m}}.

[/latex]

Напряжение между точками A и B

[латекс]\begin{array}{l} \boldsymbol{V _{\textbf{AB}} = Ed} \\ \boldsymbol{E = \frac{V _{\textbf{AB }}}{d}} \end{array}[/latex] [латекс]\}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{\textbf{(uniform} \; E \;\textbf{- только поле)} } ,[/latex]

где [latex]\boldsymbol{d}[/latex] — расстояние от A до B или расстояние между пластинами.

96 \;\textbf{V} / \textbf{m}}[/latex]. Выше этого значения поле создает в воздухе достаточную ионизацию, чтобы сделать воздух проводником. Это позволяет разряду или искре, которая уменьшает поле. Чему тогда равно максимальное напряжение между двумя параллельными проводящими пластинами, разделенными 2,5 см сухого воздуха?

Стратегия

Заданы максимальное электрическое поле [латекс]\boldsymbol{E}[/латекс] между пластинами и расстояние [латекс]\boldsymbol{d}[/латекс] между ними. Таким образом, уравнение [латекс]\жирный символ{V_{\textbf{AB}} = Ed}[/латекс] можно использовать для расчета максимального напряжения. 94 \;\textbf{V}}[/latex]

или

[латекс]\boldsymbol{V_{\textbf{AB}} = 75 \;\textbf{кВ}} .[/latex]

( Ответ представлен только двумя цифрами, поскольку максимальная напряженность поля является приблизительной.)

Обсуждение

Одним из следствий этого результата является то, что требуется около 75 кВ, чтобы искровой скачок прошел через 2,5 см (1 дюймов) разрядник или 150 кВ для 5-сантиметровой искры. Это ограничивает напряжения, которые могут существовать между проводниками, например, на линии электропередачи. Меньшее напряжение вызовет искру, если на поверхности есть точки, так как точки создают большее поле, чем гладкие поверхности. Влажный воздух разрушается при более низкой напряженности поля, а это означает, что меньшее напряжение вызовет скачок искры во влажном воздухе. Самые большие напряжения могут быть созданы, например, статическим электричеством, в сухие дни.

Рисунок 2.

Искровая камера используется для отслеживания путей высокоэнергетических частиц. Ионизация, создаваемая частицами при их прохождении через газ между пластинами, позволяет проскакивать искре. Искры располагаются перпендикулярно пластинам, следуя линиям электрического поля между ними. Разность потенциалов между соседними пластинами недостаточно высока, чтобы вызвать искры без ионизации, создаваемой частицами в экспериментах на ускорителях (или космическими лучами). (кредит: Дадерот, Wikimedia Commons)

Пример 2: Поле и сила внутри электронной пушки

(a) Электронная пушка имеет параллельные пластины, разделенные расстоянием 4,00 см, и дает электронам энергию 25,0 кэВ. Чему равна напряженность электрического поля между пластинами? б) С какой силой это поле будет действовать на кусок пластика с зарядом [латекс]\boldsymbol{0,500 \;\mu \textbf{C}}[/латекс], который попадет между пластинами?

Стратегия

Поскольку напряжение и расстояние между пластинами заданы, напряженность электрического поля можно рассчитать непосредственно из выражения [латекс]\boldsymbol{E = \frac{V_{\textbf{AB}}}{d} }[/латекс]. 5 \;\textbf{V } / \textbf{м}}.[/латекс] 95 \;\textbf{V} / \textbf{m}) = 0,313 \;\textbf{N}}.[/latex]

Обсуждение

Обратите внимание, что единицами измерения являются ньютоны, поскольку [ латекс]\boldsymbol{ 1 \;\textbf{V} / \textbf{m} = 1 \;\textbf{N} / \textbf{C}}[/latex]. Сила, действующая на заряд, одинакова независимо от того, где находится заряд между пластинами. Это связано с тем, что электрическое поле между пластинами однородно.

В более общих ситуациях, независимо от того, является ли электрическое поле однородным, оно указывает в направлении уменьшения потенциала, потому что сила на положительном заряде направлена ​​в направлении [латекс]\textbf{E}[/латекс], а также в направлении более низкого потенциала [латекс]\boldsymbol{V}[/латекс]. Кроме того, величина [latex]\textbf{E}[/latex] равна скорости уменьшения [latex]\boldsymbol{V}[/latex] с расстоянием. Чем быстрее [латекс]\boldsymbol{V}[/латекс] уменьшается с расстоянием, тем сильнее электрическое поле. В форме уравнения общая связь между напряжением и электрическим полем равна

[латекс]\boldsymbol{E =}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{-\frac{\Delta V}{\Delta s}} ,[/latex]

, где [латекс]\жирныйсимвол{ \Delta s}[/латекс] — расстояние, на котором происходит изменение потенциала, [латекс]\жирныйсимвол{\Дельта V}[/латекс]. Знак минус говорит нам, что [latex]\textbf{E}[/latex] указывает в сторону уменьшения потенциала. Говорят, что электрическое поле представляет собой градиент (по степени или наклону) электрического потенциала.

Связь между напряжением и электрическим полем

В форме уравнения общая связь между напряжением и электрическим полем выглядит следующим образом: ,[/latex]

где [latex]\boldsymbol{\Delta s}[/latex] — расстояние, на котором происходит изменение потенциала [latex]\boldsymbol{ \Delta V}[/latex]. Знак минус говорит нам, что [latex]\textbf{E}[/latex] указывает в сторону уменьшения потенциала. Говорят, что электрическое поле равно градиент (градус или уклон) электрического потенциала.

Для постоянно меняющихся потенциалов [латекс]\boldsymbol{\Delta V}[/латекс] и [латекс]\boldsymbol{\Delta s}[/латекс] становятся бесконечно малыми, и для определения электрического поля необходимо использовать дифференциальное исчисление.

• Напряжение между точками A и B составляет

  [латекс]\begin{array}{l} \boldsymbol{V _{\textbf{AB}} = Ed} \\ \boldsymbol{E = \frac{V _{\textbf{AB}}}{d}} \ end{array}[/latex] [latex]\}[/latex] [latex]\boldsymbol{\textbf{(uniform} \; E \;\textbf{- только поле)}} ,[/latex]

  , где [латекс]\boldsymbol{d}[/латекс] — расстояние от А до В или расстояние между пластинами.

• В форме уравнения общая связь между напряжением и электрическим полем выглядит следующим образом:

  [латекс]\boldsymbol{E =}[/латекс] [латекс]\boldsymbol{- \frac{\Delta V}{\Delta s}} ,[/latex]

  , где [латекс]\boldsymbol{\Delta s}[/латекс] — расстояние, на котором происходит изменение потенциала [латекс]\жирный символ{\Delta V}[/латекс]. Знак минус говорит нам, что [латекс]\текстбф{Е}[/латекс] указывает в направлении убывания потенциала.) Говорят, что электрическое поле представляет собой 93 \;\textbf{V}}[/latex] применяется? б) Насколько близко друг к другу могут располагаться пластины при таком приложенном напряжении?

  6: Напряжение на мембране, образующей клеточную стенку, составляет 80,0 мВ, толщина мембраны 9,00 нм. Что такое напряженность электрического поля? (Значение на удивление большое, но правильное. Мембраны обсуждаются в главе 19.5 «Конденсаторы и диэлектрики» и в главе 20.7 «Нервная проводимость — электрокардиограммы».) Вы можете предположить однородное электрическое поле.

  7: Мембранные стенки живых клеток имеют на удивление большие электрические поля из-за разделения ионов. (Мембраны более подробно обсуждаются в главе 20.7 «Нервная проводимость — электрокардиограммы».) Каково напряжение на мембране толщиной 8,00 нм, если напряженность электрического поля на ней составляет 5,50 МВ/м? Вы можете предположить однородное электрическое поле.

  8: Две параллельные проводящие пластины отстоят друг от друга на 10,0 см, и одну из них принимают за ноль вольт. а) Какова напряженность электрического поля между ними, если потенциал на расстоянии 8,00 см от нулевой пластины (и 2,00 см от другой) равен 450 В? б) Чему равно напряжение между пластинами? 96 \;\textbf{V} / \textbf{m}}[/latex]. а) Какую энергию в кэВ сообщает электрон, если он ускоряется на расстояние 0,400 м? б) На какое расстояние его нужно разогнать, чтобы его энергия увеличилась на 50,0 ГэВ?

   

  скаляр

  физическая величина с величиной, но без направления

  вектор

  физическая величина с величиной и направлением

   

  Point Charges – AP Physics 2

  Все ресурсы AP Physics 2

  6 диагностических тестов 149 практических тестов Вопрос дня Карточки Learn by Concept

  AP Physics 2 Help » Электричество и магнетизм » Электростатика » Point Charges

  У вас есть два заряда на оси. Один заряд расположен в начале координат, а другой заряд расположен на расстоянии 4 м. В какой точке на оси электрическое поле равно нулю?

  Возможные ответы:

  На оси нет точки, в которой электрическое поле равно 0

  Объяснение:

  Уравнение для электрического поля точечного заряда:

  Чтобы найти точку, в которой электрическое поле равно 0, мы приравняем уравнения для обоих зарядов, потому что именно там они взаимно уничтожаются. другой аут. Пусть  будет местоположением точки. Радиус первого заряда будет , а радиус второго будет .

  Следовательно, единственная точка, где электрическое поле равно нулю, находится на высоте 1,34 м.

  Сообщить об ошибке

  Заряд  составляет , а заряд  составляет . В какой точке оси абсцисс электрическое поле равно нулю?

  Возможные ответы:

  Правильный ответ:

  Объяснение:

  Чтобы найти, где электрическое поле равно 0, мы берем электрическое поле для каждого точечного заряда и приравниваем их друг к другу, потому что тогда они компенсируют друг друга.

  Символы ‘s могут отменяться.

  Следовательно, электрическое поле равно 0 при .

  Сообщить об ошибке

  Представьте себе два точечных заряда на расстоянии 2 м друг от друга в вакууме. Один из зарядов имеет силу . Если сила между частицами 0,0405 Н, какова сила второго заряда?

  Возможные ответы:

  Недостаточно информации для определения силы другого заряда Пояснение:

  Уравнение для силы, действующей на два точечных заряда, выглядит так:

  Мы пытаемся найти , поэтому перестраиваем уравнение, чтобы найти его.

  Теперь мы можем подставить наши числа.

  Следовательно, сила второго заряда равна .

  Сообщить об ошибке

  Какова электрическая сила между этими двумя точечными зарядами?

  Возможные ответы:

  Правильный ответ:

  Объяснение:

  Сила между двумя точечными зарядами выражается в следующей формуле:

  , где и  – величины точечных зарядов,  – расстояние между ними, а – постоянная, в данном случае равная 

  Подстановка чисел в это уравнение дает нам

  Сообщить об ошибке

  Предположим, что есть кадр, содержащий электрическое поле, который лежит плоско на столе, как показано. Положительно заряженная частица с зарядом и массой вылетает с начальной скоростью под углом к ​​горизонту. Если эта частица начинает свое путешествие с отрицательного полюса постоянного электрического поля, какое из следующих выражений дает выражение, обозначающее горизонтальное расстояние, которое эта частица проходит, находясь в электрическом поле?

  Возможные ответы:

  Правильный ответ:

  Пояснение:

  Нам дана ситуация, в которой у нас есть рамка, содержащая электрическое поле, лежащее на боку. В этой системе отсчета положительно заряженная частица движется через электрическое поле, которое ориентировано так, что положительно заряженный конец находится на стороне, противоположной той, откуда начинается частица. Нас просят найти горизонтальное расстояние, которое пройдет эта частица, находясь в электрическом поле. Поскольку эта рамка лежит на боку, ориентация электрического поля перпендикулярна силе тяжести. Следовательно, единственная сила, которой нам нужно заниматься в этой ситуации, — это электрическая сила — мы можем пренебречь гравитацией. Однако будет полезно, если мы рассмотрим положительное направление y как идущее к положительной клемме, а отрицательное направление y как идущее к отрицательной клемме. Также важно понимать, что любое происходящее ускорение происходит только в направлении y. То есть ускорение в направлении х отсутствует. Мы начнем с использования следующего уравнения:

  Нам нужно найти x-составляющую скорости.

  Наша следующая задача — найти выражение для переменной времени. Для этого нам нужно рассмотреть движение частицы в направлении y. Кроме того, поскольку ускорение в направлении y является постоянным (из-за постоянного электрического поля), мы можем использовать кинематические уравнения.

  А так как смещение в направлении y не изменится, мы можем установить его равным нулю.

  Точно так же, как мы делали это для направления x, нам нужно учитывать скорость компонента y.

  Нам также нужно найти альтернативное выражение для члена ускорения. Мы можем сделать это, заметив, что электрическая сила обеспечивает ускорение.

  Кроме того, важно помнить наши соглашения о знаках. Поскольку электрическое поле направлено от положительной клеммы (положительное направление y) к отрицательной клемме (которую мы определили как отрицательное направление y), электрическое поле отрицательно.

  Теперь подставьте это выражение в приведенное выше кинематическое уравнение.

  Переставить и решить на время.

  Теперь, когда мы нашли выражение для времени, мы наконец можем подставить это значение в наше выражение для горизонтального расстояния.

  И, наконец, используйте тригонометрическое тождество:

  Сообщить об ошибке

  Предположим, что есть кадр, содержащий электрическое поле, которое лежит плоско на столе. Положительно заряженная частица с зарядом и массой вылетает с начальной скоростью под углом к ​​горизонту. Если эта частица начинает свое путешествие с отрицательного полюса постоянного электрического поля , что из следующего дает выражение, обозначающее количество времени, в течение которого эта частица будет оставаться в электрическом поле, прежде чем она повернется назад и достигнет отрицательного полюса?

  Возможные ответы:

  Правильный ответ:

  Пояснение:

  Нам дана ситуация, в которой у нас есть рамка, содержащая электрическое поле, лежащее на боку. В этой системе отсчета положительно заряженная частица движется через электрическое поле, которое ориентировано так, что положительно заряженный конец находится на стороне, противоположной той, откуда начинается частица. Нас просят найти выражение для количества времени, в течение которого частица остается в этом поле. Поскольку эта рамка лежит на боку, ориентация электрического поля перпендикулярна силе тяжести. Следовательно, единственная сила, которой нам нужно заниматься в этой ситуации, — это электрическая сила — мы можем пренебречь гравитацией. Однако будет полезно, если мы рассмотрим положительное направление y как идущее к положительной клемме, а отрицательное направление y как идущее к отрицательной клемме. Для начала нам понадобится выражение для y-компоненты скорости частицы.

  Далее нам нужно использовать одно из кинематических уравнений (мы можем сделать это, потому что ускорение постоянно).

  Поскольку частица не будет изменять свое положение по оси y, мы можем установить смещение по оси y равным нулю.

  На данный момент нам нужно найти выражение для члена ускорения в приведенном выше уравнении. Единственной силой, действующей на частицу во время ее путешествия, является электрическая сила.

  Для нас также важно помнить правила знаков, как было упомянуто выше. Поскольку электрическое поле направлено на отрицательную клемму (отрицательное направление Y), ему будет присвоено отрицательное значение.

  Теперь подставим это выражение для ускорения в предыдущее выражение, полученное из кинематического уравнения, и мы найдем:

  Отбросим отрицательные числа и расширим выражение для y-компоненты скорости, так что у нас останется:

  Переставить, чтобы решить на время.

  Сообщить об ошибке

  Объект массы ускоряется в  в электрическом поле . Определить заряд объекта.

  Возможные ответы:

  Правильный ответ:

  Объяснение:

  Объедините второй закон Ньютона с уравнением для электрической силы, вызванной электрическим полем:

  Подставьте значения:

  Сообщить об ошибке

  Вдали от точечного заряда электрическое поле направлено в сторону заряда. Определить величину точечного заряда.

  Возможные ответы:

  Ни один из этих

  Пояснение:

  Поскольку электрическое поле направлено в сторону заряда, известно, что заряд имеет отрицательное значение.

  Использование Формулы электрического поля:

  Решение для

  Подключение значений:

  , поскольку заряд должен иметь отрицательное значение:

  Отчет о ошибке

  Представьте себе отрицательное значение. на 5 метров. У одного заряд   , а у другого заряд  . Какова величина силы между ними? Это привлекательно или отталкивающе?

  Возможные ответы:

  Привлекательный

  Отталкивающий

  Привлекательный

  Два заряда не ощущают силы.

  Отталкивающий

  Правильный ответ:

  Привлекательный

  Пояснение:

  Уравнение для силы, действующей на два точечных заряда, известно как закон Кулона, и оно выглядит следующим образом.

  Величина «k» известна как постоянная Кулона и имеет приблизительное значение .

  У нас есть все числа, необходимые для использования этого уравнения, поэтому мы можем просто подставить их.

  Поскольку нам дано отрицательное число (и благодаря нашей интуиции: «противоположности притягиваются»), мы можем определить, что сила привлекательна. Поскольку нас спрашивают о величине силы, мы берем абсолютное значение, поэтому наш ответ

  , сила притяжения.

  Сообщить об ошибке

  Какова величина электрического поля на расстоянии 3 метра от точечного заряда силой ?

  Возможные ответы:

  Ни один из ответов не является правильным.

  Правильный ответ:

  Пояснение:

  Чтобы найти напряженность электрического поля, создаваемого точечным зарядом, вы применяете следующее уравнение.