Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Наши страницы

Электричество и магнетизм

Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
VADIM290692
23 / 23 / 9
Регистрация: 26.02.2013
Сообщений: 141
#1

Определить силу, действующую на электрон - Электричество и магнетизм

02.11.2016, 06:34. Просмотров 730. Ответов 14
Метки нет (Все метки)

Добрый день! Подскажите примерный ход решения сл. задачи:
Вложение 753618
0
Лучшие ответы (1)
Надоела реклама? Зарегистрируйтесь и она исчезнет полностью.
Similar
Эксперт
41792 / 34177 / 6122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 57,940
02.11.2016, 06:34
Здравствуйте! Я подобрал для вас темы с ответами на вопрос Определить силу, действующую на электрон (Электричество и магнетизм):

Определите силу, действующую на электрон - Электричество и магнетизм
3.14. Электрон, ускоренный разностью потенциалов 0,5 кВ, движется парал-лельно прямолинейному длинному проводнику на расстоянии 1 см от...

Определить силу, действующую на заряд. - Электричество и магнетизм
Определить силу действующую на 9л. заряд 20 нКл в однородном электрическом поле с напряженностью 0,6 Н/Кл.

Определить силу, действующую на заряженный стержень - Электричество и магнетизм
Бесконечно длинная нить заряжена с линейной плотностью 10^(-6) Кл/м. Перпендикулярно ей расположен стержень длиной 10 см. Ближайший конец...

Определить работу и силу действующую на заряд - Электричество и магнетизм
На расстоянии 4*10-3 м от прямой проволоки длиной 2 м, на которой равномерно распределен заряд 2*10-8 Кл, находится электрон (q=1.6*10-19...

Определить силу,действующую на каждый заряд в вакууме - Электричество и магнетизм
Одноименные точечные заряды q1=q2=q3=q расположены в вершинах равностороннего треугольника со стороной a. Сила, действующая в вакууме на...

Определить силу, действующую на частицу в магнитном поле. - Электричество и магнетизм
Частица,имеющая массу m и несущая один элементарный заряд, проходит ускоряющую разность потенциалов U и влетает в однородное магнитное...

14
IGPIGP
Комп_Оратор)
Эксперт по математике/физике
6503 / 3142 / 307
Регистрация: 04.12.2011
Сообщений: 8,671
Записей в блоге: 5
11.11.2016, 10:12 #2
VADIM290692, так не пойдёт. По правилам этого форума, текст вопроса/задачи должен быть набран так же, как и соображения по решению. Рисунок тоже, - не скан учебника, а собственноручно собственномышно нарисованное изображение. Иначе создаётся впечатление, что мы тут без Вашего вопроса изнываем от безделья, а Вы как бы нехотя подбрасываете вожделенные задания. Я не имею ввиду Вас лично. Это правила и они касаются всех.
1
VADIM290692
23 / 23 / 9
Регистрация: 26.02.2013
Сообщений: 141
13.11.2016, 16:58  [ТС] #3
Два очень длинных соосных (с одной осью) непроводящих цилиндра радиусами http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?R и http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?2R заряжены с поверхностной плотностью зарядов http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?{\sigma }_{1} и http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?{\sigma }_{2} соответственно. Найти силу(модуль и направление), действующую на электрон, находящийся в точке http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?{r}_{1}=3R от оси цилиндров. Какую скорость приобретет первоначально покоившийся электрон, переместившись в точку, находящуюся на расстоянии http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?{r}_{2}=4R от центра? Принять http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?R=0.1 м, http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi? {\sigma }_{1} = 3 нКл/м^2, http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?{\sigma }_{2} = -2 нКл/м^2.

Добавлено через 1 час 11 минут
Напряженность поля внутри полого однородно заряженного цилиндра равно нулю, за пределами цилиндра
http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?E\left(r \right)=\frac{\sigma }{2\pi {\varepsilon }_{0}r}
На электрон действуют две силы, направленные в противоположные стороны (показано на рис.). Следовательно, модуль суммарной

Добавлено через 7 минут
силы равен:
http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\left|{F}_{\Sigma  } \right|=\left|\frac{e\left({\sigma }_{1}-{\sigma }_{2} \right)}{2\pi {\varepsilon }_{0}{R}_{3}}\right|

Определить силу, действующую на электрон
Правильно силу посчитал? А вот как скорость посчитать вообще нет идей
0
Hant
3345 / 2260 / 493
Регистрация: 16.09.2012
Сообщений: 8,423
13.11.2016, 17:09 #4
Лучший ответ Сообщение было отмечено автором темы, экспертом или модератором как ответ
Ну, что здесь сложного? Нарисуй векторы напряжённости в данной точке и примени метод суперпозиции.
А дальше разницу потенциальных энергий поля превратить в кинетическую энергию электрона и найти скорость.

Добавлено через 3 минуты
Цитата Сообщение от VADIM290692 Посмотреть сообщение
А вот как скорость посчитать вообще нет идей
Можешь через работу сил поля A=F*S и приравнять кинетической энергии.
1
VADIM290692
23 / 23 / 9
Регистрация: 26.02.2013
Сообщений: 141
13.11.2016, 17:23  [ТС] #5
т.е. http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?A=\left|{F}_{\Sigma } \right|\left(4R-3R\right)=\frac{{m}_{e}{v}^{2}}{2}\Rightarrow v=\sqrt{\frac{2\left|{F}_{\Sigma } \right|R}{{m}_{e}}}
правильно?
0
Hant
3345 / 2260 / 493
Регистрация: 16.09.2012
Сообщений: 8,423
13.11.2016, 17:36 #6
Цитата Сообщение от VADIM290692 Посмотреть сообщение
правильно?
Да, но только надо учитывать, что сила здесь не постоянна.
0
VADIM290692
23 / 23 / 9
Регистрация: 26.02.2013
Сообщений: 141
13.11.2016, 17:41  [ТС] #7
Цитата Сообщение от Hant Посмотреть сообщение
надо учитывать, что сила здесь не постоянна.
и как это сделать? интеграл там в левой части?
0
Hant
3345 / 2260 / 493
Регистрация: 16.09.2012
Сообщений: 8,423
13.11.2016, 18:00 #8
По правилам-через интеграл. Но так как зависимость силы от расстояния линейная, то можно заменить на среднюю.
Fcp=(F1+F2)/2 результат будет тот же.
1
VADIM290692
23 / 23 / 9
Регистрация: 26.02.2013
Сообщений: 141
18.11.2016, 13:15  [ТС] #9
выходит, что суммарная сила направлена в сторону оси цилиндров, а почему тогда электрон переместится от оси на расстояние 4*R?
0
IGPIGP
Комп_Оратор)
Эксперт по математике/физике
6503 / 3142 / 307
Регистрация: 04.12.2011
Сообщений: 8,671
Записей в блоге: 5
18.11.2016, 14:15 #10
Цитата Сообщение от VADIM290692 Посмотреть сообщение
выходит, что суммарная сила направлена в сторону оси цилиндров, а почему тогда электрон переместится от оси на расстояние 4*R?
Вы вот тут
Цитата Сообщение от VADIM290692 Посмотреть сообщение
На электрон действуют две силы, направленные в противоположные стороны (показано на рис.). Следовательно, модуль суммарной
Добавлено через 7 минут
силы равен:
Не правы.
На рисунке не изображены силы и расстояния. Сила для i-того цилиндра, по идее:

http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?F_{i }=\frac{\sigma  _{i}}{\varepsilon  _{0}}\cdot \frac{R}{r _{i}}
0
VADIM290692
23 / 23 / 9
Регистрация: 26.02.2013
Сообщений: 141
18.11.2016, 15:36  [ТС] #11
То есть
Цитата Сообщение от VADIM290692 Посмотреть сообщение
Напряженность поля внутри полого однородно заряженного цилиндра равно нулю, за пределами цилиндра
http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?E\left(r \right)=\frac{\sigma }{2\pi {\varepsilon }_{0}r}
неверно?
Сила, действующая на электрон в электрическом поле равна: http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?F=-eE, т.е. противоположно напряженности электрического поля цилиндра?

Добавлено через 1 минуту
откуда эта формула?
Цитата Сообщение от IGPIGP Посмотреть сообщение
Сила для i-того цилиндра, по идее:http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?{F}_{i}=\frac{{\sigma }_{i}R}{{\varepsilon }_{0}{r}_{i}}
0
IGPIGP
Комп_Оратор)
Эксперт по математике/физике
6503 / 3142 / 307
Регистрация: 04.12.2011
Сообщений: 8,671
Записей в блоге: 5
18.11.2016, 22:42 #12
Цитата Сообщение от VADIM290692 Посмотреть сообщение
откуда эта формула?

Это напряженность, на расстоянии ri (от центра i-го цилиндра при ri>R), а не сила. Извините, - пишу на ходу, вот и формулы получаются... Исправьте на Ei. А для силы на e домножьте.
А напряженность из теоремы Гаусса.

Добавлено через 6 часов 32 минуты
VADIM290692, а-у!
От старта топика до сегодняшней реплики
Цитата Сообщение от VADIM290692 Посмотреть сообщение
откуда эта формула?
прошло 12 дней. Имеет смысл сконцентрироваться. Ваша формула для силы:
Цитата Сообщение от VADIM290692 Посмотреть сообщение
модуль суммарной
Добавлено через 7 минут
силы равен:
http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\left|{F}_{\Sigma } \right|=\left|\frac{e\left({\sigma }_{1}-{\sigma }_{2} \right)}{2\pi {\varepsilon }_{0}{R}_{3}}\right
Даёт странную размерность. А между тем достаточно:
http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\frac{e\cdot \sigma }{\epsilon _{0}
Это потому что поверхностная плотность заряда это Кулон на метр квадратный.
0
VADIM290692
23 / 23 / 9
Регистрация: 26.02.2013
Сообщений: 141
19.11.2016, 08:51  [ТС] #13
IGPIGP, Указанная мною формула фигурирует в сл. источник (полученные по запросу в Гугле "напряженность поля полого цилиндра")
Цитата Сообщение от VADIM290692 Посмотреть сообщение
Напряженность поля внутри полого однородно заряженного цилиндра равно нулю, за пределами цилиндраhttp://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?E\left(r \right)=\frac{\sigma }{2\pi {\varepsilon }_{0}r}
.
http://ens.tpu.ru/POSOBIE_FIS_KUSN/Э...20Ток/02-5.htm
http://www.physics.ru/courses/op25pa...l#.WC_OJTShpBc
http://edu.tltsu.ru/er/book_view.php?book_id=14da&page_id=12017
а откуда взялось выражение, указанное вами, я не понимаю

Добавлено через 19 минут
IGPIGP, Однако, согласно Вашей формуле действительно выходит что:
http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?{E}_{1}=\frac{{\sigma }_{1}R}{{\varepsilon }_{0}3R}=\frac{{10}^{-9}}{{\varepsilon }_{0}}
http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?{E}_{2}=\frac{{\sigma }_{2}2R}{{\varepsilon }_{0}3R}=\frac{4\cdot {10}^{-9}}{3{\varepsilon }_{0}},
т.е.http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?{E}_{2}>{E}_{1}, следовательно http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?{F}_{2}>{F}_{1} и http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?{F}_{\Sigma } будет направлена в сторону http://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?{F}_{2} , т.е от цилиндра.
Объясните как вы к этой формуле пришли?

Добавлено через 1 час 19 минут
видимо дело в том, что в статьях речь идет про линейную плотность заряда, которая измеряется в Кл/м, а у меня задана поверхностная?
0
IGPIGP
Комп_Оратор)
Эксперт по математике/физике
6503 / 3142 / 307
Регистрация: 04.12.2011
Сообщений: 8,671
Записей в блоге: 5
19.11.2016, 10:55 #14
VADIM290692,
Цитата Сообщение от VADIM290692 Посмотреть сообщение
однородно заряженного цилиндра
означает что заряд распределён по объёму. В этом случае плотность заряда должна бы быть объёмной. Тогда "Ваша" формула не верна. Но если плотность заряда привести к линейной, то она даёт нормальную размерность. И мою и Вашу можно привести к подобному виду.
Цитата Сообщение от VADIM290692 Посмотреть сообщение
Объясните как вы к этой формуле пришли?
Закон Кулона - следствие теоремы Гаусса. Если определить заряд как способность создавать силовое поле, - поле характеризующее силовое воздействие, то из ряда свойств такого поля следует, что сила пропорциональна потоку поля (заряду отнесённому к поверхности сквозь которую этот заряд создаёт поток). Для случая взаимодействия заряженной точки или сферы на точечный заряд получается закон Кулона в виде - напряженность поля заряженной точки или сферы за её пределами, пропорциональна заряду и обратно пропорциональна квадрату расстояния до её центра.
Для цилиндра аналогично. Подсчитайте заряд цилиндра на длине L. Подсчитайте отношение этого заряда к поверхности цилиндра проходящего через точку в которой ищете напряженность, на этой же длине.

Добавлено через 7 минут
Цитата Сообщение от IGPIGP Посмотреть сообщение
Но если плотность заряда привести к линейной,
ps и учтите, что нам дана поверхностная плотность.
2
IGPIGP
Комп_Оратор)
Эксперт по математике/физике
6503 / 3142 / 307
Регистрация: 04.12.2011
Сообщений: 8,671
Записей в блоге: 5
21.11.2016, 10:14 #15
Цитата Сообщение от IGPIGP Посмотреть сообщение
случая взаимодействия заряженной точки или сферы на точечный заряд
воздействия
0
21.11.2016, 10:14
MoreAnswers
Эксперт
37091 / 29110 / 5898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 43,301
21.11.2016, 10:14
Привет! Вот еще темы с ответами:

Определить силу действующую на проводник, помещённый в однородное магнитное поле. - Электричество и магнетизм
В однородное магнитное поле с индукцией В=0,01Т помещен прямой проводник длиной l=20см (подводящие провода находятся вне поля). Определить...

Проверить правильность. Определить силу F, действующую на заряд Q1 со стороны двух других зарядов - Электричество и магнетизм
Здравствуйте, нашел нужную мне задачу в интернете, попробовал сам посчитать решение по этой формуле но у меня получилось 112.8 тогда...

Определить силу F, действующую на провод. Подводящие провода направлены вдоль линий магнитной индукции - Электричество и магнетизм
Тонкий провод длиной l=20 см изогнут в виде полукольца и помещен в магнитное поле (В=10 мТл) так, что площадь полукольца перпендикулярна...

Определить силу Лоренца, с которой магнитное поле действует на свободный электрон, находящийся в проводнике. - Электричество и магнетизм
условие такое: прямой проводник длиной 1 м перемещается в магнитном поле. при этом проводник, магнитное поле и направление...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
15
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2017, vBulletin Solutions, Inc.
Рейтинг@Mail.ru