Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 1216
2016-10-20 
Шарик массой $m$ с зарядом $+q$ находится в однородном гравитационном поле направлено вниз) и неоднородном электростатическом поле, симметричном относительно поворота вокруг вертикальной оси $OZ$. Силовые линии поля в одной из плоскостей показаны на рисунке. В начальный момент шарик покоился в точке А. Когда заряд шарика изменился, он опустился в точку В. Используя рисунок, оцените, во сколько раз изменился заряд шарика.
Решение:
Густота силовых линий пропорциональна напряжённости электростатического поля. Мерой густоты является количество силовых линий, проходящих через единицу площади (поток вектора напряжённости). Как видно из рисунка в условии задачи (см. рисунок 3.3), одна силовая линия вблизи точки А приходится на три деления шкалы, а вблизи точки В — на одно деление шкалы.
Так как электростатическое поле симметрично относительно оси ОZ, то через малую единичную площадку, ориентированную перпендикулярно вертикали, вблизи точки А проходит в 9 раз меньше силовых линий, чем через такую же площадку вблизи точки В. Поэтому напряжённость электростатического поля в точке В в 9 раз больше, чем в точке А, и кулоновские силы, действующие на заряд в этих точках, отличаются в такое же количество раз. Сила кулоновского взаимодействия, пропорциональная величине заряда, в обоих случаях уравновешивается одной и той же силой тяжести $mg$. Следовательно, заряд шарика при переходе из точки А в точку В уменьшился в 9 раз.
Шарик массой $m$ с зарядом $+q$ находится в однородном гравитационном поле направлено вниз) и неоднородном электростатическом поле, симметричном относительно поворота вокруг вертикальной оси $OZ$. Силовые линии поля в одной из плоскостей показаны на рисунке. В начальный момент шарик покоился в точке А. Когда заряд шарика изменился, он опустился в точку В. Используя рисунок, оцените, во сколько раз изменился заряд шарика.
Решение:
Густота силовых линий пропорциональна напряжённости электростатического поля. Мерой густоты является количество силовых линий, проходящих через единицу площади (поток вектора напряжённости). Как видно из рисунка в условии задачи (см. рисунок 3.3), одна силовая линия вблизи точки А приходится на три деления шкалы, а вблизи точки В — на одно деление шкалы.
Так как электростатическое поле симметрично относительно оси ОZ, то через малую единичную площадку, ориентированную перпендикулярно вертикали, вблизи точки А проходит в 9 раз меньше силовых линий, чем через такую же площадку вблизи точки В. Поэтому напряжённость электростатического поля в точке В в 9 раз больше, чем в точке А, и кулоновские силы, действующие на заряд в этих точках, отличаются в такое же количество раз. Сила кулоновского взаимодействия, пропорциональная величине заряда, в обоих случаях уравновешивается одной и той же силой тяжести $mg$. Следовательно, заряд шарика при переходе из точки А в точку В уменьшился в 9 раз.
