Question

Небольшой шарик подвешен на упругой пружине в однородном электрическом поле напряженностью 50 кН/Кл. После того как шарику сообщили заряд 4 мкКл, пружина сжалась и ее длина уменьшилась на 5 мм. Какова жесткость пружины, если линии напряженности электрического поля направлены вертикально вверх?

Answer 1

дано:  
Напряженность электрического поля E = 50 кН/Кл = 50000 Н/Кл  
Заряд шарика q = 4 мкКл = 4 * 10^(-6) Кл  
Уменьшение длины пружины Δx = 5 мм = 0.005 м  

найти:  
Жесткость пружины k.

решение:  
Сила, действующая на заряд в электрическом поле, рассчитывается по формуле:

F_e = q * E.

Подставим значения:

F_e = (4 * 10^(-6)) * (50000)  
F_e = 0.2 Н.

Эта сила равна силе упругости пружины, которая вычисляется по закону Гука:

F_s = k * Δx.

Приравняем силы:

k * Δx = F_e.

Теперь подставим известные значения и найдем жесткость пружины:

k * 0.005 = 0.2.

Отсюда:

k = 0.2 / 0.005  
k = 40 Н/м.

ответ:  
k = 40 Н/м.