Шарик массой 2 грамма подвешен на шелковой нити длиной 50 см. шарик имеет положительный заряд 10 нкл и находится в однородном электрическом поле, напряженность которого направлена вертикально вниз и равна 1 мв/м. каков период малых колебаний шарика.

рассмотрим два случая.

1. на шарик действует лишь сила со стороны электрического поля, а сила тяжести не действует.

силу рассчитаем, как произведение эл. заряда на напряженность поля:

f = eq

далее найдем ускорение, с которым этот шарик двигался бы в электрическом поле, не будь он подвешен на нити:

а = f/m (по второму закону ньютона)

теперь воспользуемся формулой для определения периода колебаний нитяного маятника в однородном гравитационном поле:

только вместо ускорения свободного падения g, используем ускорение a, рассчитанное нами ранее. получим формулу:

или с учетом ранее проведенных выкладок:

здесь, напоминаю, l - длина нити

расчёт:

2. если на тело действует дополнительно сила тяжести, сообщающая ему ускорение свободного падения g = 9,8 м/с². всё то же самое, только вместо ускорения a в формуле будет ускорение (a+g)

здесь удобнее a рассчитать отдельно:

a = eq/m = 1*10⁶в/м ˣ 10*10⁻⁹ кл / 0,002 кг = 5 м/с²

тогда a+g = 9,8 м/с² + 5 м/с² = 14,8 м/с²

а при расчете период колебаний получим