Очень интересная задачка №2, однако! Явно из части С.. .
Разумеется, пластины заряжены РАЗНОИМЕННО, раз они притягиваютя.
Для определенности положим заряд верхней неподвижной пластины отрицательным, тогда у нижней, которая может двигаться, будет отрицательный заряд.
Верхняя пластина создает электрическое поле с напряженностью
E=σ/(2ε₀)
причем вектор E направлен ВВЕРХ.
ε₀ -- это электрическая постоянная.
Поверхностная плотность заряда на верхней пластине σ=Q/s
Откуда берется формула для напряженноси -- не объясняю, там сложный вывод с теореммы Гаусса.
"Поле бесконечной однородно заряженной плоскости", увидишь этот самый вывод.. .
Нижняя пластина может либо падать вниз, либо двигаться вверх, либо быть НЕПОДВИЖНОЙ. А неподвижной она будет при ТОЧНОМ равенстве электрической силы (направленна ВВЕРХ) и силы тяжести (всю жизнь была направлена ВНИЗ, и при социализме, и при капитализме) :
qE = mg ⇒ q=(mg)/E=(2mg s ε₀)/Q
Если заряд нижней пластины немного меньше, чем 2mg s ε₀)/Q, то она будет падать вниз, так верхняя пластина притянуть ее к себе не сможет.
И, наоборот, сможет, если заряд q больше, чем 2mg s ε₀)/Q
ОТВЕТ №1
q>(2mg s ε₀)/Q
А вторая задачка-то как раз и привлекла мое внимание, если бы не она, вообще на вопрос не отвечал бы.
Без нее больно все просто и как-то скучный вопрос получаИЦЦА.)) )
Показываю самое короткое решение.
Чертежик рисуешь: нижнюю пластину и верхнюю, рядом с нижней пишешь буковки q (заряд) и m (масса) .
Еще рисуешь вектор E, направленный от нижней пластины к верхней.
И еще высоту h=d на чертеже обозначаешь (расстояние между пластинами) .
Теперь, самое интересное начинается, физика настоящая из части С в ЕГЭ.. .
Итак, у нас заряд q нижней пластины слишком большой, значит, действующая на нее электрическая сила
Fэл=qE=qQ/(2 s ε₀)
больше силы тяжести Fтяж=mg.
Пластина в итоге движется вверх равноускоренно, разгоняется и ударяется о верхнюю со скоростью V.
Пластина ВВЕРХ перемещается, электрическая сила тоже ВВЕРХ направлена, значит работа у этой силы Fэл ПОЛОЖИТЕЛЬНА.
А работа равна произведению силы на путь h=d, т. е. получается работа
Aэл=(qQd)/(2 s ε₀)
У силы тяжести работа ОТРИЦАТЕЛЬНА, так как она противоположна направлению перемещения:
Aтяж= - mgh= - mgd
Суммарная работа внешних сил
A = Aтяж + Aэл =
= {-mg + qQ)/(2 s ε₀)} d
В десятом классе проходят теорему об изменении кинетической энергии (см. учебник Пёрышкина) :
Изменение кинетической энергии равно работе внешних сил.
Изменение кин. энергии -- это разность конечной энергии (т. е. mV²/2) и начальной (равна нулю!) .
1. Средняя скорость находится, как отношение всего пройденного пути ко времени V = S/t; S = 7,5 + 22,5 = 30 км t = 10 + 20 = 30 мин = 0,5 ч V = 30 / 0,5 = 60 км/ч ответ: Г) 2. Закон Гука: F = kx где k - жесткость пружины (Н/м) х - удлинение пружины (в метрах) Тогда k = F/x = 4 / 0,02 = 200 Н/м ответ: Г) 3. Формула для периода колебаний: ответ Г)
4. V = 20 л = 00,2 м^3 T = 12 C = 12+273 = 285 K M = 0.029 кг/моль m = 2 кг R - универсальная газовая постоянная = 8,31 P=? Уравнение Менделеева-Клапейрона: P*V = m*R*T/M P = m*R*T/(M*V) = 2*8.31*285/(0.029*0.02) = 8.2 МПа ответ: Г) 5. Формула для КПД теплового двигателя: n = (Q1-Q2)/Q1 где n - КПД = 0,4 Q1 - кол-во теплоты, отданое нагревателем = 5 КДЖ Q2 - кол-во теплоты, полученное холодильником = ? Q2 = Q1 - n*Q1 = 5 - 0.4*5 = 3 КДж ответ: Б) 6. Первый закон термодинамики: Q = U + A где Q - количество теплоты, переданное системе = 300 Дж U - изменение внутренней энергии = ? А - работа газа = 120 Дж U = Q - A = 300 - 120 = 180 Дж ответ:Б)
см ниже
Объяснение:
Очень интересная задачка №2, однако! Явно из части С.. .
Разумеется, пластины заряжены РАЗНОИМЕННО, раз они притягиваютя.
Для определенности положим заряд верхней неподвижной пластины отрицательным, тогда у нижней, которая может двигаться, будет отрицательный заряд.
Верхняя пластина создает электрическое поле с напряженностью
E=σ/(2ε₀)
причем вектор E направлен ВВЕРХ.
ε₀ -- это электрическая постоянная.
Поверхностная плотность заряда на верхней пластине σ=Q/s
Откуда берется формула для напряженноси -- не объясняю, там сложный вывод с теореммы Гаусса.
"Поле бесконечной однородно заряженной плоскости", увидишь этот самый вывод.. .
Нижняя пластина может либо падать вниз, либо двигаться вверх, либо быть НЕПОДВИЖНОЙ. А неподвижной она будет при ТОЧНОМ равенстве электрической силы (направленна ВВЕРХ) и силы тяжести (всю жизнь была направлена ВНИЗ, и при социализме, и при капитализме) :
qE = mg ⇒ q=(mg)/E=(2mg s ε₀)/Q
Если заряд нижней пластины немного меньше, чем 2mg s ε₀)/Q, то она будет падать вниз, так верхняя пластина притянуть ее к себе не сможет.
И, наоборот, сможет, если заряд q больше, чем 2mg s ε₀)/Q
ОТВЕТ №1
q>(2mg s ε₀)/Q
А вторая задачка-то как раз и привлекла мое внимание, если бы не она, вообще на вопрос не отвечал бы.
Без нее больно все просто и как-то скучный вопрос получаИЦЦА.)) )
Показываю самое короткое решение.
Чертежик рисуешь: нижнюю пластину и верхнюю, рядом с нижней пишешь буковки q (заряд) и m (масса) .
Еще рисуешь вектор E, направленный от нижней пластины к верхней.
И еще высоту h=d на чертеже обозначаешь (расстояние между пластинами) .
Теперь, самое интересное начинается, физика настоящая из части С в ЕГЭ.. .
Итак, у нас заряд q нижней пластины слишком большой, значит, действующая на нее электрическая сила
Fэл=qE=qQ/(2 s ε₀)
больше силы тяжести Fтяж=mg.
Пластина в итоге движется вверх равноускоренно, разгоняется и ударяется о верхнюю со скоростью V.
Пластина ВВЕРХ перемещается, электрическая сила тоже ВВЕРХ направлена, значит работа у этой силы Fэл ПОЛОЖИТЕЛЬНА.
А работа равна произведению силы на путь h=d, т. е. получается работа
Aэл=(qQd)/(2 s ε₀)
У силы тяжести работа ОТРИЦАТЕЛЬНА, так как она противоположна направлению перемещения:
Aтяж= - mgh= - mgd
Суммарная работа внешних сил
A = Aтяж + Aэл =
= {-mg + qQ)/(2 s ε₀)} d
В десятом классе проходят теорему об изменении кинетической энергии (см. учебник Пёрышкина) :
Изменение кинетической энергии равно работе внешних сил.
Изменение кин. энергии -- это разность конечной энергии (т. е. mV²/2) и начальной (равна нулю!) .
Записываем эту теорему:
mV²/2 - 0 = {-mg + qQ)/(2 s ε₀)} d ⇒
Ну?? ?
Выражаешь скорость, получаешь навороченное выражение.. .
Это будет ОТВЕТ №2
можно было и найти на дрyгом сaйте
Средняя скорость находится, как отношение всего пройденного пути ко времени
V = S/t;
S = 7,5 + 22,5 = 30 км
t = 10 + 20 = 30 мин = 0,5 ч
V = 30 / 0,5 = 60 км/ч
ответ: Г)
2.
Закон Гука: F = kx
где k - жесткость пружины (Н/м)
х - удлинение пружины (в метрах)
Тогда k = F/x = 4 / 0,02 = 200 Н/м
ответ: Г)
3.
Формула для периода колебаний:
ответ Г)
4.
V = 20 л = 00,2 м^3
T = 12 C = 12+273 = 285 K
M = 0.029 кг/моль
m = 2 кг
R - универсальная газовая постоянная = 8,31
P=?
Уравнение Менделеева-Клапейрона:
P*V = m*R*T/M
P = m*R*T/(M*V) = 2*8.31*285/(0.029*0.02) = 8.2 МПа
ответ: Г)
5.
Формула для КПД теплового двигателя:
n = (Q1-Q2)/Q1
где n - КПД = 0,4
Q1 - кол-во теплоты, отданое нагревателем = 5 КДЖ
Q2 - кол-во теплоты, полученное холодильником = ?
Q2 = Q1 - n*Q1 = 5 - 0.4*5 = 3 КДж
ответ: Б)
6.
Первый закон термодинамики:
Q = U + A
где Q - количество теплоты, переданное системе = 300 Дж
U - изменение внутренней энергии = ?
А - работа газа = 120 Дж
U = Q - A = 300 - 120 = 180 Дж
ответ:Б)