Физтех 2022, 10 класс, задача 5

Сложная

Источник:

Олимпиада школьников «Физтех» по физике, Заключительный этап, 2022, 10 класс

Заряд однородно распределен по сфере радиуса . В первом опыте на расстоянии от центра сферы помещают небольшой по размерам шарик с зарядом .

1. Найдите силу , действующую на заряженный шарик.

Во втором опыте заряд однородно распределяют по стержню длины , стержень помещают на прямой, проходящей через центр заряженной сферы. Ближайшая к центру сферы точка стержня находится на расстоянии от центра.

2. Найдите силу , с которой заряд сферы действует на заряженный стержень.

Все силы, кроме кулоновских, считайте пренебрежимо малыми. Коэффициент пропорциональности в законе Кулона . Явлениями поляризации пренебрегите.

Решение.

1. Для определенности будем считать все заряды положительными.

2. Если однородно заряженный отрезок лежит на линии поля, вдоль которой напряженность поля , то суммарная сила, действующая на отрезок,

В рассматриваемом случае

Тогда

Ответ на первый вопрос

Ответ на второй вопрос

Максимум: 10

Похожие задачи

Физтех 2024, 11 класс, задача 4

Две катушки с индуктивностями L₁=L и L₂=4L и числами витков n₁=n и n₂=2n помещены во внешние однородные магнитные поля с постоянными во времени индукциями. Площадь витка каждой катушки S. Индукции внешних полей направлены перпендикулярно плоскостям витков

Сложная

Электричество и магнетизм

Физтех 2024, 11 класс, задача 3

В центре полого шара с диэлектрической проницаемостью ε и радиусами поверхностей r и R находится шарик с зарядом Q. Известна графическая зависимость потенциала φ электрического поля внутри диэлектрика от расстояния x от центра полого шара в интервале изменений x от R/3 до 2R/3. Здесь φ₀ -

Сложная

Электричество и магнетизм

Графики

Физтех 2023, 11 класс, задача 3

Три проводящие плоские мелкие сетки находятся друг напротив друга на расстояниях d и 2d (см. рис.). Размеры сеток значительно больше d. Изначально сетки не заряжены. К сеткам подсоединили источники с напряжением U₁=U и U₂=4U. Частица массой m и зарядом q>0 движется по направлен

Сложная

Электричество и магнетизм

Физтех 2025, 11 класс, задача 4

Катушка индуктивностью L₁=L с числом витков n и площадью каждого витка S₁ находится во внешнем однородном магнитном поле с индукцией B₀. Силовые линии поля перпендикулярны плоскости каждого витка. Вторая катушка индуктивностью L₂=4L находится вне поля (см.

Сложная

Электричество и магнетизм

Графики