911. На концах изолирующей палочки длиной 0,5 см прикреплены два маленьких шарика, на которых имеются заряды + д и - д. Палочка находится между пластинами плоского конденсатора (рис. 127). Расстояние между плас- тинами 10 см. При каком минимальном напряжении между пластинами конденсатора палочка разорвется, если она выдерживает максимальную нагрузку 0,01 Н? Силы тяже

Физика. 10-11 класс

Давай решим эту задачу по шагам.

1. Запишем условие задачи:

• l = 0.5 см = 0.005 м
• d = 10 см = 0.1 м
• F_max = 0.01 Н
• q = 3 нКл = 3 \(\times\) 10^-9 Кл

2. Найдём силу, действующую на каждый шарик:

E = U/d, где U – напряжение между пластинами конденсатора.

F = qE = qU/d

3. Найдём плечо силы:

Плечо силы равно половине длины палочки: l/2 = 0.005 м / 2 = 0.0025 м

4. Найдём момент силы, действующий на палочку:

Момент силы равен произведению силы на плечо: M = F \(\cdot\) (l/2) = (qU/d) \(\cdot\) (l/2)

Поскольку на палочку действуют две силы (на каждый шарик), то суммарный момент равен:

M_total = 2 \(\cdot\) (qU/d) \(\cdot\) (l/2) = (qUl) / d

5. Найдём момент силы, при котором палочка разорвется:

M_max = F_max \(\cdot\) (l/2) = 0.01 Н \(\cdot\) 0.0025 м = 2.5 \(\times\) 10^-5 Н\(\cdot\)м

6. Приравняем моменты и найдем напряжение:

(qUl) / d = M_max

U = (M_maxd) / (ql) = (2.5 \(\times\) 10^-5 Н\(\cdot\)м \(\times\) 0.1 м) / (3 \(\times\) 10^-9 Кл \(\times\) 0.005 м) = 166.67 В

Ответ: Минимальное напряжение между пластинами конденсатора, при котором палочка разорвется, равно 166.67 В.

Ты молодец! У тебя всё получится!