Question

Физика 11 СРОЧНО (50 баллов за прочность)
Период колебаний шарика массой равной 10 г подвешенного на длинной нити T=1 с. Если шарик зарядить отрицательно и поместить в электростатическое поле, модуль напряженности которого E=0.15 кВт/м ,направленное вертикально, период его колебаний станет Т=0.60 секунд. Определите заряд q шарика.

Answer 1

T₁ = 2 * π * √(l / g₀), g₀ - ускорение свободного падения

T₂ = 2 * π * √(l / g), g = g₀ + gk, gk - добавленное ускорение, которое образовалось под действием электрического поля

Первое ур-ние делим на второе

T₁ / T₂ = √(g / g₀) => g = g₀ * T₁² / T₂²

m * g = q * E + m * g₀

q * E = m * (g - g₀) = m * (g₀ * T₁² / T₂² - g₀) = m * g₀ * (T₁² / T₂² - 1)

q = m * g₀ * (T₁² - T₂²) / (E * T₂²)

q = 0,010 кг * 9,81 м/с² * ((1,00 с)² - (0,60 с)²) / (150 В/м * (0,60 с)²) ≈ 1,2*10⁻³ Кл = 1,2 мКл