Тема . №23 МКТ и Термодинамика. Электродинамика (Расчетная задача)
.01 Электрическое поле. Электростатика
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №23 мкт и термодинамика. электродинамика (расчетная задача)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#20144

Пылинка массой   −3
10  г падает в воздухе с постоянной скоростью 0,2 м/с. С какой установившейся скоростью (в см/с) будет подниматься пылинка, если ее поместить в электрическое поле с напряженностью 10 кВ/м и сообщить ей заряд 1,2 нКл? Сила сопротивления воздуха прямо пропорциональна скорости. g = 10  м/с2.

Показать ответ и решение

PIC

В первом случае на тело действует сила тяжести mg  , сила сопротивления воздуха kv1  , во втором случае на тело действует сила тяжести mg  , сила сопротивление kv2  и электрическая сила qE  .
Рассмотрим случай 1. Запишем второй закон Ньютона:

m ⃗g+ k⃗v1 = m ⃗a1

где m  – масса пылинки, k  – некоторый коэффициент пропорциональности, v1  – установившаяся скорость, a1  – ускорение тела.
Спроецируем второй закон Ньютона на вертикальную ось, с учётом того, что a1 = 0  :

                 mg-
mg − kv1 =0 ⇒ k = v1 .

Рассмотрим случай 2. Запишем второй закон Ньютона:

m ⃗g+ k⃗v2+ qE⃗= m ⃗a2

где m  – масса пылинки, k  – некоторый коэффициент пропорциональности, v2  – установившаяся скорость, a2  – ускорение тела, q  – заряд пылинки, E  – вектор напряженности.
Определим куда движется тело, для этого найдем модуль силы тяжести и электрической силы:

Fт = mg = 10−6 кг⋅10 Н/кг = 10−5 Н

Fэл = qE = 1,2⋅10−9 К л⋅10⋅103 В/м = 1,2 ⋅10−5 Н

Так как Fэл > Fт  , то пылинка движется вверх (см. рис.).
Спроецируем второй закон Ньютона на вертикальную ось, с учётом того, что a2 = 0  :

mg + kv2− qE = 0 ⇒ v2 = qE-− mg-.
                         k

Подставим k  и получим:

v2 = qE-− mg-v1 = 1,2⋅10−5 Н-−-10−5 Н-20 см/с= 4 см/с
      mg             10−5 Н
Ответ:
Критерии оценки

Критерии проверки

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записан второй закон Ньютона, формула силы электрической, формула силы сопротивления воздуха)

II) Описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов. (введены обозначения для величин не входящих в КИМы)

III) Представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями.)

IV) Представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. (В ответе обязательно указываются единицы измерений.)

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. (не описаны вновь вводимые величины, которых нет в условии и КИМ)

ИЛИ

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.

ИЛИ

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.

ИЛИ

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!