Покори Воробьевы горы 2024, Отбор, 10 класс, вопрос 1

Средняя

Источник:

Олимпиада «Покори Воробьевы горы!» по физике, Отборочный этап, 2024, 10 класс

(7 баллов): Непроводящее кольцо радиусом см разделено на одинаковых сектора. В каждой из пар первый сектор заряжен равномерно до заряда нКл, а второй - до заряда нКл (то есть сектора с одинаковым зарядом оказались напротив друг друга). С какой минимальной скоростью нужно запустить из центра кольца перпендикулярно его плоскости сферическую наночастицу с отрицательным удельным зарядом

чтобы она могла удалиться от кольца на расстояние, на несколько порядков превышающее его радиус? Сопротивлением среды движению частицы и взаимодействием с частицей других тел можно пренебречь. Ответ запишите в м/с, с точностью до целого значения.

Ответ: .

Комментарий: Направим ось из центра кольца перпендикулярно его плоскости в направлении запуска частицы. Из симметрии распределения зарядов по кольцу ясно, ясно частица будет двигаться только по этой оси. Зависимость потенциальной энергии частицы от этой координаты

Здесь нКл - заряд одной пары соседних секторов, Ф/м - электрическая постоянная. В этом выражении учтено, что все заряды кольца находятся на одном и том же расстоянии от точки на оси кольца с координатой . На очень большом расстоянии (при ) потенциальную энергию можно считать практически равной нулю, поэтому искомая скорость соответствует

Похожие задачи

Покори Воробьевы горы 2023, Отбор, 11 класс, вопрос 3

(9 баллов): В некоторой области пространства откачан воздух и размещена отрицательно заряженная частая сетка, создающее в этой области почти однородное электрическое поле с напряженностью 1000 В/м. Кроме того, в этой области создано магнитное поле с индукцией 2 Тл, причем линии индукции параллельны

Средняя

Электричество и магнетизм

Покори Воробьевы горы 2021, 2022, Отбор, 7-9 класс, вопрос 3

(8 баллов): Пять разных лампочек соединены по схеме, показанной на рисунке. Лампочки являются нелинейными элементами - для всех пяти сила тока через лампу примерно пропорциональна корню квадратному из приложенного напряжения (но с разными коэффициентами). Оказалось, что при подключении этой схемы к

Средняя

Электричество и магнетизм

Покори Воробьевы горы 2024, Отбор, 7-9 класс, вопрос 3

(10 баллов): В схеме, показанной на рисунке, ε=4,8 В, а R=3 Ом. Все источники и амперметр идеальные, а ВАХ (вольт-амперная характеристика диода) описывается выражением I(U)=dfrac{U}{2R}(3+dfrac{U}{ε}). Схема к вопросу 3 Найдите силу тока через амперметр. Ответ запишите в Амперах с точностью до десят

Средняя

Электричество и магнетизм

Покори Воробьевы горы 2024, Отбор, 10 класс, вопрос 3

(9 баллов): В схеме, показанной на рисунке, ε=1,32 В, а R=3 Ом. Все источники и амперметр идеальные, а ВАХ (вольт-амперная характеристика диода) описывается выражением I(U)=dfrac{4U²}{9Rε}. Найдите силу тока через амперметр. Ответ запишите в Амперах с точностью до сотых. Схема с диодом и

Средняя

Электричество и магнетизм