Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

  Все выпуски  

RusFAQ.ru: Физика


Хостинг Портала RusFAQ.ru:
MosHoster.ru - Профессиональный хостинг на Windows 2008

РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RUSFAQ.RU

Чемпионы рейтинга экспертов в этой рассылке

Baybak
Статус: 9-й класс
Рейтинг: 109
∙ повысить рейтинг >>
Химик CH
Статус: Специалист
Рейтинг: 55
∙ повысить рейтинг >>
SFResid
Статус: Профессор
Рейтинг: 36
∙ повысить рейтинг >>

/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные и естественные науки / Физика

Выпуск № 674
от 22.02.2009, 00:35

Администратор:Tigran K. Kalaidjian
В рассылке:Подписчиков: 171, Экспертов: 21
В номере:Вопросов: 8, Ответов: 9

Нам важно Ваше мнение об этой рассылке.
Оценить этот выпуск рассылки >>

Вопрос № 160563: Здравствуйте!!!!!Помгите решить задачу по физике-очень нужно!!! По тонкому диску радиусом R= 10 см равномерно распределён заряд q =1 нКл. Найти напряжённость E электрического поля на оси диска на расстоянии h = 8 см от его плоскости. ...


Вопрос № 160631: Уважаемые эксперты!очень нужна ваша помощ в решение слудующийх задач по теме электричество 1)Считая, что электрон в атоме водорода движется по круговой орбите с радиусом r0= 5.3*10^-9 см, определить скорость v движения электрона и момент его импул...
Вопрос № 160634: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Помогите пожалуйста в решении задачи(хотя бы ход решения) Решение нужно сегодня. Прозрачная пластинка толщиной 2,4 мкм освещена перпендикулярными оранжевыми лучами с длиной волны 0,6 мкм. Будет ли видна эта пл...
Вопрос № 160647: Помогите пожалуйста ре шить задачу! На концах тонкой стеклянной трубки длиной l закреплены равные по величине точечные положительные заряды Q. В центре трубки находится маленький шарик массой m, имеющий положительный заряд q. С каким периодом Т буд...
Вопрос № 160649: Помогите, пожалуйста, решить задачу! Поверхностная плотность заряда очень длинного металлического цилиндра радиусом R1 = 2 мм равна s = 2 нКл/см2. Найти разность потенциалов между этим цилиндром и другим цилиндром радиусом R2 = 2 см, коаксиальным ...
Вопрос № 160654: Уважаемые эксперты, помогите, пожалуйста, с решением задачи. Тонкий стержень длиной l = 50 cм заряжен с постоянной линейной плотностью t = 1 мкКл/м. Найти величину и направление вектора E напряжённости электрического поля, создаваемого стержнем, в...
Вопрос № 160658: Здравствуйте! помогите решить задачу или выложите пожалуйста формулы по задаче: Снаряд массой m = 8 кг разорвался на 2 осколка на высоте h = 30 м в горизон- тальном полете со скоростью v =250 м/с Больший осколок массой т1 = 6 кг полу- чил скоро...
Вопрос № 160662: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Помогите, пожалуйста с решеним вот такой задачи: Найти внутренние сопротивления r1, r2, r3 трех параллельно соединенных источников тока с ЭДС Е1=1,6 В Е2=1,4 В Е3=1,1 В если при сопротивлении нагрузки R=10 Ом чере...

Вопрос № 160.563
Здравствуйте!!!!!Помгите решить задачу по физике-очень нужно!!!
По тонкому диску радиусом R= 10 см равномерно распределён заряд q =1 нКл. Найти напряжённость E электрического поля на оси диска на расстоянии h = 8 см от его плоскости.

Отправлен: 16.02.2009, 01:53
Вопрос задал: Pahanich1 (статус: Посетитель)
Всего ответов: 1
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Baybak
Здравствуйте, Pahanich1!
По тонкому диску радиусом
R= 10 см = 0.1 (м)
равномерно распределён заряд
q =1 нКл= 1e-9 (Кл)
Найти напряжённость
E =?
электрического поля на оси диска на расстоянии
h = 8 см = 8e-2 (м)
от его плоскости.
___
Поверхностная плотность заряда диска
b= q/S= q/(pi*R^2)= 1e-9/(pi*0.1^2)= 3,18E-8 (Кл/м^2)

Малая кольцевая площадка шириной 'dr' с радиусом 'r' находящаяся на диске создает напряженность поля в заданной точке

dE= dq*cos(f)/(4*pi*e0*(r^2+h^2))

dq= b*dS= b*dr*2*pi*r= b*pi*(2*r*dr)
cos(f)= h/sqrt(r^2+h^2)

dE= b*pi*(2*r*dr)*(h/sqrt(r^2+h^2))/(4*pi*e0*(r^2+h^2))

dE= (b*pi*h/(4*pi*e0))*((2*r*dr)/(sqrt(r^2+h^2)*(r^2+h^2)))
dE= (b*h/(4*e0))*(2*r*dr*(r^2+h^2)^(-3/2))

Для нахождения напряженности поля надо вычислить определенный интеграл от 0 до 'R'
E= (b*h/(4*e0))*S[0;R](2*r*dr*(r^2+h^2)^(-3/2))
(S[0;R](... это я так обозначил интеграл)

u= r^2+h^2
du= 2*r*dr
S(u^(-3/2)*du)= (-2)*u^(-1/2)
S(2*r*dr*(r^2+h^2)^(-3/2))= (-2)*(r^2+h^2)^(-1/2)

E= (b*h/(4*e0))*(-2)*((R^2+h^2)^(-1/2)-(0^2+h^2)^(-1/2))

E= (b/(2*e0))*(1- (1/sqrt((R/h)^2+1)))

E= (3.18e-8/(2*8.854e-12))*(1-(1/sqrt((0.1/8e-2)^2+1)))

Искомое число
E= 674 (В/м)
вектор направлен перпендикулярно к диску.
___
Для проверки нет ли грубой ошибки примем,
что весь заряд сосредоточен в центре диска
E1= q/(4*pi*e0*h^2)= 1e-9/(4*pi*8.854e-12*8e-2^2)= 1400 (В/м)

или на краю диска
E2= q*(h/sqrt(R^2+h^2))/(4*pi*e0*(R^2+h^2))
E2= 1e-9*(8e-2/sqrt(0.1^2+8e-2^2))/(4*pi*8.854e-12*(0.1^2+8e-2^2))
E2= 342 (В/м)

Вроде похоже
Ответ отправил: Baybak (статус: 9-й класс)
Ответ отправлен: 16.02.2009, 04:17

Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243716 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!


    Вопрос № 160.631
    Уважаемые эксперты!очень нужна ваша помощ в решение слудующийх задач по теме электричество
    1)Считая, что электрон в атоме водорода движется по круговой орбите с радиусом r0= 5.3*10^-9 см, определить скорость v движения электрона и момент его импульса L.
    Ответ: V=2.19*10^6 м/c L=1.05*10^-34 (кг*м^2)/c
    2). Заряд q=4 мкКл равномерно распределён по поверхности полусферы радиусом R = 0.5 м. Найти напряжённость E электрического поля в центре основания полусферы
    Ответ: E=7.2*10^4 B/м
    3). Два точечные заряда q1 = 90 нКл и q2 = -10 нКл находятся в воздухе на расстоянии а = 5 см друг от друга. Найти напряжённость E и потенциал фю электростатического поля, создаваемого этими зарядами, в точке, находящейся на расстоянии b = 4 см от первого и с = 3 см от второго зарядов.
    Ответ: E=5.16*10^5 B/м потонцеал= 17.25 кВ
    4)Объёмная плотность заряда равномерно заряженного шара радиусом R = 10 cм, изготовленного из диэлектрика с относительной проницаемостью епсилон= 2, равна ро= 10^-8 Кл/см3. Найти потенциалы электростатического поля Фи0 в центре шара и фи1 на расстоянии r = 9 см от центра шара.
    Ответ:фи0=4.708*10^6 B.фи1=3.945*10^6 В.
    Отправлен: 16.02.2009, 16:15
    Вопрос задал: Alexey1991 (статус: Посетитель)
    Всего ответов: 1
    Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

    Отвечает: Baybak
    Здравствуйте, Alexey1991!
    ==========================================
    1)Считая, что
    электрон
    в атоме водорода
    движется по круговой орбите с радиусом
    r0= 5.3*10^-9 см= 5.3e-11 (м)
    определить скорость
    v=?
    движения электрона и момент его импульса
    L=?
    Ответ: V=2.19*10^6 м/c L=1.05*10^-34 (кг*м^2)/c
    ___
    Из справочников
    me= 9.109e-31 (кг), масса электрона
    qe= 1.602e-19 (Кл), элементарный заряд
    e0= 8.854e-12 (Ф/м), электрическая постоянная

    Закон Кулона (в системе СИ)
    F= q1*q2/(4*pi*e0*R^2)

    Центростремительная сила вызывающая движение частицы по окружности
    F= m*v^2/R

    Для электрона в задаче кулоновская сила является центростремительной
    me*v^2/r0= q1*q2/(4*pi*e0*r0^2)

    Отсюда скорость
    v= sqrt(q1*q2/(4*pi*e0*r0*me)
    v= sqrt(1.602e-19^2/(4*pi*8.854e-12*5.3e-11*9.109e-31))= 2,186E6 (м/с)

    момент импульса
    L= p*R= m*v*R

    L= me*v*r0= 9.109e-31*2,186e6*5.3e-11= 1,055E-34

    Искомые числа
    v= 2.186e6 (м/с)
    L= 1.055e-34 (кг*м^2/c)

    ==========================================
    2). Заряд
    q=4 мкКл= 4e-6 (Кл)
    равномерно распределён по поверхности полусферы радиусом
    R = 0.5 м. Найти напряжённость
    E=?
    электрического поля в центре основания полусферы
    Ответ: E=7.2*10^4 B/м
    ___
    Допустим основание полусферы лежит на плоскости 'xy'.
    Перпендикуляр к центру полусферы направлен по оси '0z'

    Плотность заряда на полусфере
    b= q/S= q/(2*pi*R^2)
    (b= имеется в виду "сигма малая")
    ____
    малая площадка на полусфере
    являющаяся малым отрезком кольца.

    Длина отрезка
    da*R*sin(f)
    где
    a= угол между осью '0x' и плоскостью вращаемой вокруг оси '0z'.
    f= угол между перпендикуляром к основанию и направлением на кольцо

    Ширина кольца
    df*R

    имеет заряд
    d2q= b*d2S= b*(da*R*sin(f))*(df*R)
    d2q= b*R^2*sin(f)*df*da

    и создает напряженность в заданной в задаче точке
    d2E= d2q/(4*pi*e0*R^2)

    Проекция этого вектора напряженности на ось '0z'
    d2Ez= d2E*cos(f)= d2q*cos(f)/(4*pi*e0*R^2)
    d2Ez= b*R^2*sin(f)*cos(f)*df*da/(4*pi*e0*R^2)
    d2Ez= b*sin(f)*cos(f)*df*da/(4*pi*e0)
    ____
    Общая напряженность в центре основания полусферы,
    создаваемая узким кольцом лежащим на полусфере,
    симметрично относительно оси '0z',
    имеющим угловой размер 'f' и угловую ширину 'df'

    Надо взять интеграл по длине кольца.
    При этом угол 'a' изменяется от 0 до 2*pi
    dEz= (b*sin(f)*cos(f)*df/(4*pi*e0))*(S[0;2*pi](da)
    dEz= (b*sin(f)*cos(f)*df/(4*pi*e0))*(2*pi)
    dEz= (b*sin(f)*cos(f)*df/(2*e0))
    ____
    Из симметрии полусферы относительно оси '0z' понятно, что все составляющие векторов напряженностей непараллельные оси '0z' скомпенсируют друг друга и результирующий вектор будет иметь только составляющую 'Ez'.
    Поэтому в дальнейшем буду обозн ачать составляющую 'Ez' как 'E'.

    dE= (b*sin(f)*cos(f)*df/(2*e0))

    Искомая напряженность поля равна определенному интегралу при изменении угла 'f' от 0 до pi/2.

    E= S[0;pi/2](dE)
    E= (b/(2*e0))*S[0;pi/2](sin(f)*cos(f)*df)

    S(sin(f)*cos(f)*df)

    u= sin(f)
    du= cos(f)*df

    S(sin(f)*cos(f)*df)= S(u*du)= (1/2)*u^2= (1/2)*(sin(f)^2)

    E= (b/(2*e0))*(1/2)*(sin(pi/2)^2- sin(0)^2)= b/(4*e0)

    E= q/(8*pi*e0*R^2)

    E= 4e-6/(8*pi*8.854e-12*0.5^2)= 7,19E4 (В/м)
    ==========================================
    3). Два точечные заряда
    q1 = 90 нКл = 90e-9 (Кл)
    q2 = -10 нКл = -10e-9 (Кл)
    находятся в воздухе на расстоянии
    а = 5 см= 5e-2 (м)
    друг от друга.
    Найти напряжённость
    E=?
    и потенциал
    ф=?
    электростатического поля, создаваемого этими зарядами, в точке, находящейся на расстоянии
    b = 4 см= 4e-2 (м)
    от первого и
    с = 3 см = 3e-2 (м)
    от второго зарядов.
    Ответ: E=5. 16*10^5 B/м потонцеал= 17.25 кВ
    ___
    Рисуете треугольник 'ABC'.
    Где
    AB= c; BC=a; CA= b
    Рисуете из точки 'A' стрелочки векторов напряженности один от плюсового, второй к минусовому. И рисуете суммарный вектор (правило параллелограмма).
    Вычисляем каждый из векторов
    E1= q1/(4*pi*e0*b^2)
    E2= q2/(4*pi*e0*c^2)

    Угол в треугольнике между направлениями на заряды 'q1' и 'q2'
    находим по теореме косинусов
    a^2= b^2+c^2-2*b*c*cos(A)

    A= arccos((b^2+c^2-a^2)/(2*b*c))

    Искомая напряженность
    E= sqrt(E1^2+E2^2- 2*E1*E2*cos(pi-A))

    ___Вычисления___
    E1= 90e-9/(4*pi*8.854e-12*4e-2^2)= 5,05561E5
    E2= -10e-9/(4*pi*8.854e-12*3e-2^2)= -9,98638E4

    A= arccos((4e-2^2+3e-2^2-5e-2^2)/(2*4e-2*3e-2))= 1,57080
    (я вижу, что это pi/2, но не буду на это обращать внимания)

    E= sqrt(5.05561e5^2+(-9.98638e4)^2-2*5,05561E5*(-9,98638E4)*cos(pi-1,57080))

    Искомая напряженность
    E= 5,15330E5 (В/м)

    Получил расхождение с ответом в третьем знаке.
    Возможно потому, что потерялась точность при промежуточных вычислениях.
    ____________
    сделаю так, как требует господин Alexandre V. Tchamaev.
    Без промежуточных вычислений.
    E= sqrt((q1/(4*pi*e0*b^2))^2+ (q2/(4*pi*e0*c^2))^2- 2*(q1/(4*pi*e0*b^2))*(q2/(4*pi*e0*c^2))*cos(pi-arccos((b^2+c^2-a^2)/(2*b*c))))
    E= sqrt((90e-9/(4*pi*8.854e-12*4e-2^2))^2+ (-10e-9/(4*pi*8.854e-12*3e-2^2))^2-2*(90e-9/(4*pi*8.854e-12*4e-2^2))*(-10/(4*pi*8.854e-12*3e-2^2))*cos(pi-arccos((4e-2^2+3e-2^2-5e-2^2)/(2*4e-2*3e-2))))

    E= 5,15329E5 (В/м)
    Расхождение в третьем знаке осталось по прежнему.
    Но формула стала совершенно нечитаемой.
    ____
    Попытаюсь записать с большей точностью
    e0= 8,854 187 817 620e-12

    E= sqrt((90e-9/(4*pi*8,854 187 817 620e-12*4e-2^2))^2+ (-10e-9/(4*pi*8,854 187 817 620e-12*3e-2^2))^2-2*(90e-9/(4*pi*8,854 187 817 620e-12*4e-2^2))*(-10/(4*pi*8,854 187 817 620e-12*3e-2^2))*cos(pi-arccos((4e- 2^2+3e-2^2-5e-2^2)/(2*4e-2*3e-2))))

    E= 5,15318E5
    Все равно расхождение с ответом осталось.
    ___
    Найдем потенциал
    ф= q/(4*pi*e0*r)

    ф1= 90e-9/(4*pi*8.854 188e-12*4e-2)= 2,02220E4
    ф2= -10e-9/(4*pi*8.854 188e-12*3e-2)= -2,99585E3

    ф= ф1+ф2= 2,02220E4-2,99585E3= 1,723E4 (В)= 17.23 (кВ)

    ============================================
    4)Объёмная плотность заряда равномерно заряженного шара радиусом R = 10 cм, изготовленного из диэлектрика с относительной проницаемостью епсилон= 2, равна ро= 10^-8 Кл/см3. Найти потенциалы электростатического поля Фи0 в центре шара и фи1 на расстоянии r = 9 см от центра шара.
    Ответ:фи0=4.708*10^6 B.фи1=3.945*10^6 В.
    ___
    На сегодня я выдохся.

    На днях я решал очень похожую задачку о нахождении потенциала внутри диэлектрика (не помню шар или цилиндр). Щелкните по моей ссылке и поищите в данных мною в последние дни ответах. И решайте аналогично.
    (Или перезадайте, или подождите - может кто еще о тветит.)

    ____
    PS
    С ответами вроде сходится, но в таком количестве букв вполне мог допустить опечатки. Вы уж сами перепроверьте.
    Ответ отправил: Baybak (статус: 9-й класс)
    Ответ отправлен: 17.02.2009, 22:16

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243890 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!

    Оценка за ответ: 5
    Комментарий оценки:
    спасибо вам большое)


    Вопрос № 160.634
    Здравствуйте, уважаемые эксперты!
    Помогите пожалуйста в решении задачи(хотя бы ход решения) Решение нужно сегодня.
    Прозрачная пластинка толщиной 2,4 мкм освещена перпендикулярными оранжевыми лучами с длиной волны 0,6 мкм. Будет ли видна эта пластинка в отраженном свете оранжевой, если показатель преломления пластинки =1,5?
    Заранее спасибо!
    Отправлен: 16.02.2009, 17:03
    Вопрос задала: kiska (статус: 2-й класс)
    Всего ответов: 1
    Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

    Отвечает: Gerhard
    Здравствуйте, kiska!
    Чтобы пластинка в отраженном свете была оранжевой необходимо, чтобы отраженный от нижнего края пластинки свет интерферировал с отраженным от верхнего края, причем результатом интерференции был бы максимум. Оптическая разность хода луча света, отраженного от верхней стенки и луча, отраженного от нижней стенки должна равняться четному числу длин полуволн:
    Δ=2m*λ/2 (1)
    где m=0,1,2..., - целое число
    λ=0,6 мкм - длина волны света
    Оптическая разность хода луча света, отраженного от верхней стенки и луча, отраженного от нижней стенки ищется по формуле:
    Δ=2*d*КОРЕНЬ(n2-sin2(alpha))-λ/2 (2)
    где d=2,4 мкм толщина пластинки, n=1,5 - показатель преломления материала плёнки, alpha=0 - угол между направлением падения лучей на плёнки и нормалью к ней; поскольку свет в данном случае падает перпендикулярно, alpha=0, sin(alpha)=0, приравниваем правые части (1) и (2) и получаем равенство, которое д олжно выполняться, чтобы пластинка была оранжевой:
    m=(4*d*n/λ-1)/2=(4*2,4*1,5/0,6-1)/2=11,5, что не является целым числом -> пластинка не будет оранжевой

    ---------
    По возможности пишите ответ к задаче )
    Ответ отправил: Gerhard (статус: Практикант)
    Ответ отправлен: 16.02.2009, 19:32

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243800 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!


    Вопрос № 160.647
    Помогите пожалуйста решить задачу!
    На концах тонкой стеклянной трубки длиной l закреплены равные по величине точечные положительные заряды Q. В центре трубки находится маленький шарик массой m, имеющий положительный заряд q. С каким периодом Т будет совершать колебания этот шарик, если его сместить на очень малое расстояние от положения равновесия и отпустить? Считать, что сопротивление движению шарика отсутствует.
    Отправлен: 16.02.2009, 18:28
    Вопрос задал: Артемий Павлович (статус: Посетитель)
    Всего ответов: 1
    Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

    Отвечает: Baybak
    Здравствуйте, Артемий Павлович!
    ____________________________
    На концах тонкой стеклянной трубки длиной
    L
    закреплены равные по величине точечные положительные заряды
    Q
    В центре трубки находится маленький шарик массой
    m
    имеющий положительный заряд
    q
    С каким периодом
    Т
    будет совершать колебания этот шарик, если его сместить на очень малое расстояние от положения равновесия и отпустить? Считать, что сопротивление движению шарика отсутствует.
    ___
    Обозначу
    L/2= R

    Напряженность поля в центре трубки
    E(0)= Q/(4*pi*e0*R^2)- Q/(4*pi*e0*R^2)
    E(0)= (Q/(4*pi*e0))*((1/R)^2- (1/R)^2)= 0

    на расстоянии 'r' от центра
    E(r)= (Q/(4*pi*e0))*((1/(R+r))^2-(1/(R-r))^2)

    E(r)= (Q/(4*pi*e0))*(((1/R^2)/((R+r)/R)^2- ((1/R^2)/((R-r)/R)^2)=
    = (Q/(4*pi*e0*R^2))*((1/(1+(r/R))^2- (1/(1-(r/R))^2))

    Обозначу 'r/R'= 'x'
    E(x)= (Q/(4*pi*e0*R^2))*((1+x)^(-2)- (1-x)^(-2))

    Если x << 1, как задано в условии, то
    (1+x)^(-2)= 1-2*x
    (1-x)^(-2)= 1+2*x

    E(x)= (Q/(4*pi*e0*R^2))*(1-2*x- (1+2*x))=
    = (Q/(4*pi*e0*R^2))*(-2*x-2*x)=
    = -(Q/(4*pi*e0*R^2))*(4*x)=
    = -(Q/(pi*e0*R^2))*x

    Сила действующая на центральный заряд
    F(x)= E*q= -(Q*q/(pi*e0*R^2))*x

    Эта формула эквивалентна формуле описывающей пружину с жесткостью
    k= (Q*q/(pi*e0*R^2))

    Период колебаний груза массой 'm' закрепленного на пружине жесткостью 'k'
    T= 2*pi*sqrt(m/k)

    Следовательно искомый период колебаний равен
    T= 2*pi*sqrt(m*pi*e0*R^2/(Q*q))

    Проверю размерность
    [sqrt(кг*Кл*Кл*(с*с/(кг*м*м))*м*м/(Кл*Кл))]= [c]
    вроде сошлось
    Ответ отправил: Baybak (статус: 9-й класс)
    Ответ отправлен: 16.02.2009, 20:19

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243805 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!

    Оценка за ответ: 5
    Комментарий оценки:
    Спасибо большое!


    Вопрос № 160.649
    Помогите, пожалуйста, решить задачу!
    Поверхностная плотность заряда очень длинного металлического цилиндра радиусом R1 = 2 мм равна s = 2 нКл/см2. Найти разность потенциалов между этим цилиндром и другим цилиндром радиусом R2 = 2 см, коаксиальным с ним, если цилиндры находятся в среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 2.
    Отправлен: 16.02.2009, 18:40
    Вопрос задал: Артемий Павлович (статус: Посетитель)
    Всего ответов: 1
    Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

    Отвечает: Baybak
    Здравствуйте, Артемий Павлович!
    Поверхностная плотность заряда очень длинного металлического цилиндра радиусом
    R1 = 2 мм= 2e-3 (м)
    равна
    b = 2 нКл/см2= 2e-5 (Кл/м^2)
    (я обозначу плотность заряда буквой 'b' имея ввиду "сигма малая",
    а буквой 'S' буду обозначать площадь)

    Найти разность потенциалов
    U=?
    между этим цилиндром и другим цилиндром радиусом
    R2 = 2 см= 2e-2 (м)
    коаксиальным с ним, если цилиндры находятся в среде с относительной диэлектрической проницаемостью
    ε = 2
    ___
    теорема Гаусса
    Ф= Q/(e*e0)
    где
    Ф= полный поток вектора напряженности через поверхность окружающую заряд 'Q'
    то есть интеграл по поверхности окружающей заряд E*dS
    e0= 8.854e-12 (Ф/м), электрическая постоянная

    Q= 2*pi*R1*L*b

    Напряженность поля на расстоянии 'r' от оси цилиндра (при r>R1)
    Так как поверхности симметричны относительно заряда, то
    Ф= E(r)*S(r)= 2*pi*R1*L*b/(e*e0)
    E(r)= (2*pi*R1*L*b/(e*e0))/S(r)= (2*pi*R1*L*b/(e*e0))/(2*pi*r*L)
    E(r)= b*R1/((e*e0)*r)


    U= -S[R2;R1](E(r)*dr)
    (S[R2;R1](E(r)*dr) это я изобразил интеграл от 'R2' до 'R1' от (E(r)*dr) )

    неопределенный интеграл
    S(dr/r)= ln(r)

    U= (b*R1/(e*e0))*(ln(R2)-ln(R1))= (b*R1/(e*e0))*ln(R2/R1)
    U= (2e-5*2e-3/(2*8.854e-12))*ln(2e-2/2e-3)

    Искомая разность потенциалов
    U= 5200 (В)
    Ответ отправил: Baybak (статус: 9-й класс)
    Ответ отправлен: 17.02.2009, 01:46

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243818 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!

    Оценка за ответ: 5
    Комментарий оценки:
    Огромное спасибо за решение))


    Вопрос № 160.654
    Уважаемые эксперты, помогите, пожалуйста, с решением задачи.
    Тонкий стержень длиной l = 50 cм заряжен с постоянной линейной плотностью t = 1 мкКл/м. Найти величину и направление вектора E напряжённости электрического поля, создаваемого стержнем, в точке, расположенной на перпендикуляре, восстановленном из конца стержня, и отстоящей от него на расстоянии l /2.
    Отправлен: 16.02.2009, 19:21
    Вопрос задал: Mr Madness (статус: Посетитель)
    Всего ответов: 1
    Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 1)

    Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
    Здравствуйте, Mr Madness!
    Решение:
    Дано: l=50см=0,5м; тау = 1мкКл/м = 10^-6Кл/м; а = l/2 = 0,25м.
    Напряженность электрического поля, создаваемого одним концом стержня равна:
    Е1 = тау/(2*π*ε0*l/2) = тау/(π*ε0*l) = (10^-6Кл/м)/(3,14*8,85*10^-12Ф/м*0,5м) =
    = 1В/(3,14*8,85*10^-6*0,5м) = 72 кВ/м.
    Напряженность электрического поля, создаваемого другим концом стержня равна:
    Е2 = тау/(2*π*ε0*s)
    Из прямоугольного треугольника с катетами l и а найдем расстояние от этого конца стержня:
    s = √(l^2 + l^2/4) = (l/2)*√5 = 0,56м. Откуда:
    Е2 = тау/(π*ε0*s) = (10^-6Кл/м)/(3,14*8,85*10^-12Ф/м*0,56м) =
    = (1В/м)/(3,14*8,85*10^-6*0,56) = 64кВ/м
    Абсолютное значение вектора Е(со стрелкой) найдем по теореме косинусов:
    Е = √((Е1)^2 + (Е2)^2 – 2*E1*E2*cos α), (1)
    где α – угол между векторами Е1(со стрелкой) и Е2(со стрелкой).
    Из того же прямоугольного треугольника найдем:
    tg α = l/(l/2) =2; α = arc tg 2 = 63,43º. Откуда cos α = 0,447.
    Подставив это значение в (1), получим:
    Е = (√((72)^2 + (64)^2 – 2*72*64*0,447)) кВ/м = √(5184 + 4096 + 9216) = 136 кВ/м.
    Направление вектора Е(со стрелкой) совпадает с направлением диагонали четырехугольника, построенного на сторонах Е1(со стрелкой) и Е2(со стрелкой). Начало вектора Е(со стрелкой) в точке, заданной условием задачи.
    Ответ: Величина напряженности электрического поля равна 136 кВ/м.
    Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 2-й класс)
    Ответ отправлен: 17.02.2009, 16:48

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243859 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!


    Вопрос № 160.658
    Здравствуйте! помогите решить задачу или выложите пожалуйста формулы по задаче: Снаряд массой m = 8 кг разорвался на 2 осколка на высоте h = 30 м в горизон-
    тальном полете со скоростью v =250 м/с Больший осколок массой т1 = 6 кг полу-
    чил скорость v1 = 400 м/с в направлении полета снаряда. На каком расстоянии друг
    от друга упали осколки? Сопротивлением воздуха пренебречь.
    Отправлен: 16.02.2009, 19:52
    Вопрос задал: Макаров А.В. (статус: Посетитель)
    Всего ответов: 2
    Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 4)

    Отвечает: Baybak
    Здравствуйте, Макаров А.В.!
    Снаряд массой
    m = 8 кг
    разорвался на
    2 осколка
    на высоте
    h = 30 м
    в горизон-
    тальном полете со скоростью
    v =250 м/с
    Больший осколок массой
    m1 = 6 кг
    получил скорость
    v1 = 400 м/с
    в направлении полета снаряда.
    На каком расстоянии
    L=?
    друг от друга упали осколки?
    Сопротивлением воздуха пренебречь.
    ___
    По-моему эту задачу проще решать перейдя в систему координат связанную с центром масс.
    Скорости и импульсы в системе связанной с центром масс буду обозначать штрихами.

    После разрыва снарядов скорость первого осколка
    v1'= v1-v= 400-250= 150 (м/с)
    его импульс
    p1'= v1'*m1= 150*6= 900 (кг*м/с)

    импульс второго
    p2'= -p1'= -900 (кг*м/с)

    скорость второго
    v2'= p2'/m2= p2'/(m-m1)= -900/(8-6)= -450 (м/с)

    Скорость разлета осколков друг от друга
    v12= v1'-v2'= 150-(-450)= 600 (м/с)

    время падения оск олков на землю
    h= g*t2/2
    t= √(2*h/g)

    ___Вычисляем___
    t= √(2*30/9.8)= 2,47 (с)

    Искомое расстояние
    L= v12/t= 600/2.47= 242 (м)
    L= v12*t= 600*2.47= 1482 (м)

    Редактирование по просьбе эксперта
    --------
    ∙ Отредактировал: Химик CH, Специалист
    ∙ Дата редактирования: 17.02.2009, 08:54 (время московское)
    Ответ отправил: Baybak (статус: 9-й класс)
    Ответ отправлен: 17.02.2009, 02:28

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243819 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!


    Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
    Здравствуйте, Макаров А.В.!
    Решение: Используем закон сохранения импульса: m*v = m1*v1 + m2*v2.
    Отсюда v2 =(m*v – m1*v1)/m2 = (8кг*250м/с – 2кг*400м/с)/2кг = (2000 – 800)/2 = 600м/с. !!!Ошибка здесь и далее уже все числа неверны.

    Исходную точку движения обоих осколков примем за начало координат О. Ось OY про-ведем вертикально вниз, ось OX – горизонтально. В этой системе координат движение осколков снаряда можно представить как результат сложения двух прямолинейных движений: равномерного движения со скоростью vX = v0 и равноускоренного движения с ускорением g(со стрелкой) в вертикальном направлении.
    Уравнения, определяющие зависимость координат X,Y от времени, запишутся:
    SX = v0*t; (1)
    SY = h = g*t^2/2. (2)
    Из (2) найдем время: t = √(2*h/g) = √(60м/9,8м/с^2) = 2,474c.
    Больший осколок упадет на расстоянии от места разрыва SX1 =400м/с*2,474с =989,6м.
    Меньший осколок массой (8кг–6кг) упадет на расст оянии от места разрыва
    SX2 = 600м/с*2,474с = 1484,4м.
    Разница: SX2 - SX1 = 1484,4м – 989,6м = 494,8м ≈ 495м.
    Ответ: Осколки упали на расстоянии друг от друга около 495м.

    Неверно. В формулу v2 =(m*v – m1*v1)/m2 подставлены обе массы - и m1 и m2 по 2 кг, хотя первая равна 6 кг. Соответственно и дальше все уже неверно.
    Десятки раз говорю экспертам - не подставляйте никаких чисел до получения ответа в общем виде, иначе первая же ошибка в расчете приведет к полностью неверному решению.
    --------
    ∙ Отредактировал: Alexandre V. Tchamaev, *Управляющий
    ∙ Дата редактирования: 17.02.2009, 15:22 (время московское)
    Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 2-й класс)
    Ответ отправлен: 17.02.2009, 12:47

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243848 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!


    Вопрос № 160.662
    Здравствуйте, уважаемые эксперты! Помогите, пожалуйста с решеним вот такой задачи:
    Найти внутренние сопротивления r1, r2, r3 трех параллельно соединенных источников тока с ЭДС Е1=1,6 В Е2=1,4 В Е3=1,1 В если при сопротивлении нагрузки R=10 Ом через них идут токи I1=0,8 A I2=0,6 A I3=0,2 A соответственно.

    Ответ: r1=0,5 Ом, r2=0,33 Ом, r3=0,5 Ом
    Отправлен: 16.02.2009, 21:30
    Вопрос задала: Helavvisa (статус: Посетитель)
    Всего ответов: 1
    Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 2)

    Отвечает: SFResid
    Здравствуйте, Helavvisa!
    Прежде всего, 2 явных опечатки в условии: а) вместо R = 10 Ом следует R = 1,0 Ом; б) вместо I3 = 0,2 A следует I3 = -0,2 A. После исправления имеем: ток в сопротивлении нагрузки (согласно 1-му закону Кирхгофа) I = I1 + I2 + I3 = 0,8 + 0,6 + -0,2 = 1,2 А; внешнее напряжение U = I*R = 1,2*1,0 = 1,2 В. Далее, по 2-му закону Кирхгофа: r1 = (Е1 - U)/I1 = (1,6 - 1,2)/0,8 = 0,5 Ом; r2 = (Е2 - U)/I2 = (1,4 - 1,2)/0,6 = 0,33 Ом; r3 = (Е3 - U)/I3 = (1,1 - 1,2)/-0,2 = 0,5 Ом.
    Ответ отправил: SFResid (статус: Профессор)
    США, Силиконовая Долина
    ----
    Ответ отправлен: 17.02.2009, 09:16

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 243831 на номер 1151 (Россия) | Еще номера >>
  • Отправить WebMoney:
  • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!


    Вы имеете возможность оценить этот выпуск рассылки.
    Нам очень важно Ваше мнение!
    Оценить этот выпуск рассылки >>

    Отправить вопрос экспертам этой рассылки

    Приложение (если необходимо):

    * Код программы, выдержки из закона и т.п. дополнение к вопросу.
    Эта информация будет отображена в аналогичном окне как есть.

    Обратите внимание!
    Вопрос будет отправлен всем экспертам данной рассылки!

    Для того, чтобы отправить вопрос выбранным экспертам этой рассылки или
    экспертам другой рассылки портала RusFAQ.ru, зайдите непосредственно на RusFAQ.ru.


    Форма НЕ работает в почтовых программах The BAT! и MS Outlook (кроме версии 2003+)!
    Чтобы отправить вопрос, откройте это письмо в браузере или зайдите на сайт RusFAQ.ru.

    Скажите "спасибо" эксперту, который помог Вам!

    Отправьте СМС-сообщение с тестом #thank НОМЕР_ОТВЕТА
    на короткий номер 1151 (Россия)

    Номер ответа и конкретный текст СМС указан внизу каждого ответа.

    Полный список номеров >>

    * Стоимость одного СМС-сообщения от 7.15 руб. и зависит от оператора сотовой связи. (полный список тарифов)
    ** При ошибочном вводе номера ответа или текста #thank услуга считается оказанной, денежные средства не возвращаются.
    *** Сумма выплаты эксперту-автору ответа расчитывается из суммы перечислений на портал от биллинговой компании.


    © 2001-2009, Портал RusFAQ.ru, Россия, Москва.
    Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про"
    Техподдержка портала, тел.: +7 (926) 535-23-31
    Хостинг: "Московский хостер"
    Поддержка: "Московский дизайнер"
    Авторские права | Реклама на портале

    ∙ Версия системы: 5.13 от 01.12.2008

    Яндекс Rambler's Top100
    RusFAQ.ru | MosHoster.ru | MosDesigner.ru
    RusIRC.ru | Kalashnikoff.ru | RadioLeader.ru

    В избранное