Задачи › Движение в электрическом поле

Пылевая частица в электрическом поле

  1. Пылевая частица в электрическом поле

    СПбГУ 2022/23, 11 кл.
    6/10

    Массивной пылевой частице положительного заряда, находящейся в вакууме в однородном электрическом поле, в начальный момент времени сообщили скорость \(v_0 = 10\) м/с, направленную под углом \(\alpha = 30^\circ\) к горизонту. Известно, что электрическое поле придаёт частице ускорение, которое в \(\sqrt{3}\) раз больше ускорения свободного падения. Направление поля и начальной скорости частицы изображены на рисунке. Какой путь пройдёт частица за время \(t = 2\) с? Считать ускорение свободного падения \(g = 10\) м/с\(^2\). Результат выразить в метрах, округлив до целого значения.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(S = 25\) м.

    Решение

    Горизонтальная компонента ускорения (от силы Кулона) в \(\sqrt{3}\) раз больше \(g\). Результирующее ускорение направлено вдоль начальной скорости в противоположную сторону и равно \(20\) м/с\(^2\), поэтому движение прямолинейное. Скорость через \(2\) с равна \(v = 10 - 40 = -30\) м/с, значит, частица поворачивает. Момент поворота: \(t_1 = 0{,}5\) с, путь \[S_1 = v_0 t_1 - \frac{a t_1^2}{2} = 10\cdot 0{,}5 - 20\cdot\frac{0{,}25}{2} = 2{,}5~\text{м}.\] За оставшиеся \(1{,}5\) с: \[S_2 = \frac{a t_2^2}{2} = 10\cdot 1{,}5^2 = 22{,}5~\text{м}.\] Складывая, получаем \(S = 2{,}5 + 22{,}5 = 25\) м.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи