Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.01 Электростатика

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#20570

Две заряженные частицы помещены в однородное электрическое поле напряженностью E  . Частица массой m  несет отрицательный заряд − q  , а частица массой M  – положительный заряд Q  . На каком расстоянии d  друг от друга нужно расположить частицы, чтобы при их движении из состояния покоя расстояние между частицами оставалось неизменным?

PIC

Показать ответ и решение

Частицы расположены на одной силовой линии электрического поля (см. рисунок). При этом сила F1  , действующая на заряд со стороны поля − q  действует влево, сила F2  , действующая на заряд Q  со стороны поля действует вправо, при этом заряды притягиваются с силой f  .

PIC

Силы F1  и F2  равны:

F1 = qE, F2 = QE.

А сила взаимодействия зарядов:

    kqQ
f = d2-.

Так как расстояние между частицами по условию должно оставаться неизменным, то они движутся с одинаковым ускорением a.  Запишем второй закон Ньютона для каждой из частиц:

⃗F1+ ⃗f1 = m ⃗a F⃗2 +f⃗2 =M ⃗a,

при этом по третьему закону Ньютона f1 = f2 = f  . Спроецируем на горизонтальную ось:

−qE + kqQ-= ma  QE − kqQ-= Ma.
      d2              d2

Домножим первое уравнение на M  , а второе на m

         kqQ-                 kqQ--
−MqE + M  d2 = Mma   mQE  − m d2 = mMa.

вычтем из первого второе:

                                                               ∘ ------------
− MqE + M kqQ2-− mQE + m kq2Q-= 0⇒ kqQ2-(m+ M )= E (mQ  +Mq )⇒  d=   kqQ(M-+-m)-
           d             d        d                              E(mQ + Mq )
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула силы электрической, закон Кулона, второй закон Ньютона для частиц);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования и

расчёты, приводящие к правильному числовому ответу

(допускается решение «по частям» с промежуточными

вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

искомой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования, но имеется один или несколько из следующих

недостатков

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,

неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены

в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не

доведены до конца.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие

физические законы, применение которых необходимо для решения

задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,

направленных на решение задачи, и ответа.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая

для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения),

но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися

формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи

(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена

ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с

имеющимися формулами, направленные на решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!