Вопрос задан 22.07.2026 в 22:01. Предмет Физика. Спрашивает Борисов Никита.

Радиолокатор работает на длине волны 20 см и даёт синусоидальные импульсы длительностью 2·10⁻⁸ с каждый. Сколько колебаний содержит один импульс?
Положительно заряженный шарик массой 20 г, висящий на шёлковой нити длиной 50 см, совершает малые колебания над отрицательно заряженной горизонтальной плоскостью, создающей вертикальное электрическое поле напряжённостью 10 кВ/м. Определите заряд шарика, если период его колебаний равен 1 с.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Малышева Ева.

1. Число колебаний в одном импульсе радиолокатора

Дано:

  • длина волны: λ=20 см=0,2 м\lambda = 20\text{ см}=0{,}2\text{ м}

  • длительность импульса: t=2⋅10−8 сt=2\cdot10^{-8}\text{ с}

Частота электромагнитных колебаний:

ν=cλ\nu=\frac{c}{\lambda}

где c=3⋅108 м/сc=3\cdot10^8\text{ м/с}.

Тогда:

ν=3⋅1080,2=1,5⋅109 Гц\nu=\frac{3\cdot10^8}{0{,}2}=1{,}5\cdot10^9\text{ Гц}

Число колебаний за время импульса:

N=νtN=\nu t N=1,5⋅109⋅2⋅10−8=30N=1{,}5\cdot10^9\cdot2\cdot10^{-8}=30

Ответ: один импульс содержит 30 колебаний.


2. Заряд шарика

Дано:

  • масса шарика: m=20 г=0,02 кгm=20\text{ г}=0{,}02\text{ кг}

  • длина нити: l=50 см=0,5 мl=50\text{ см}=0{,}5\text{ м}

  • напряжённость поля: E=10 кВ/м=104 Н/КлE=10\text{ кВ/м}=10^4\text{ Н/Кл}

  • период колебаний: T=1 сT=1\text{ с}

Отрицательно заряженная плоскость создаёт электрическое поле, направленное вниз. Положительный заряд испытывает дополнительную силу вниз:

Fэл=qEF_\text{эл}=qE

Эта сила увеличивает эффективную силу тяжести, поэтому:

gэфф=g+qEmg_\text{эфф}=g+\frac{qE}{m}

Период малых колебаний математического маятника:

T=2πlgэффT=2\pi\sqrt{\frac{l}{g_\text{эфф}}}

Найдём эффективное ускорение:

gэфф=4π2lT2g_\text{эфф}=\frac{4\pi^2l}{T^2}

Подставим значения:

gэфф=4π2⋅0,5≈19,7 м/с2g_\text{эфф}=4\pi^2\cdot0{,}5\approx19{,}7\text{ м/с}^2

Теперь:

qEm=gэфф−g\frac{qE}{m}=g_\text{эфф}-g q=m(gэфф−g)Eq=\frac{m(g_\text{эфф}-g)}{E}

Берём g≈9,8 м/с2g\approx9{,}8\text{ м/с}^2:

q=0,02(19,7−9,8)104q=\frac{0{,}02(19{,}7-9{,}8)}{10^4} q≈0,198104q\approx\frac{0{,}198}{10^4} q≈1,98⋅10−5 Клq\approx1{,}98\cdot10^{-5}\text{ Кл}

Ответ: заряд шарика равен примерно

q≈2⋅10−5 Кл\boxed{q\approx2\cdot10^{-5}\text{ Кл}}

(заряд положительный).

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос