Вокруг точечного заряда Q = 5 СГСЭ равномерно движется по окружности под действием кулоновской силы маленький отрицательно заряженный

ответ к заданию по физике
 

Добрый день!
Очень рад принять роль школьного учителя и помочь вам с вопросом. Давайте разберемся пошагово.

Имеется точечный заряд Q = 5 СГСЭ, который равномерно движется по окружности под действием кулоновской силы. Также известно, что данный заряд отрицательно заряжен.

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся некоторые физические законы и формулы. Один из таких законов - закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна величине каждого заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Формула для силы взаимодействия между двумя точечными зарядами имеет вид:
F = (k * |q1 * q2|) / r^2,
где F - сила взаимодействия,
k - электростатическая постоянная (в СГСЭ равна 1),
q1 и q2 - величины зарядов,
r - расстояние между зарядами.

В нашем случае мы имеем точечный заряд Q = 5 СГСЭ и маленький отрицательно заряженный заряд (обозначим его как q) на окружности. Под действием кулоновской силы маленький заряд движется равномерно по окружности.

Теперь важно обратить внимание на равномерное движение. В равномерном движении радиус-вектор точки изменяется, но его длина остается постоянной. Это означает, что расстояние r между точечными зарядами также будет постоянным.

Поскольку заряд Q движется по окружности, то величина кулоновской силы, действующей на заряд q, должна быть равна силе центростремительной.
Таким образом, мы можем записать следующее равенство:
F = Fцс,
(k * |q * Q|) / r^2 = m * (v^2 / r),
где Fцс - сила центростремительная,
m - масса заряда q,
v - скорость движения заряда q.

В данной формуле мы также используем известный нам закон Ньютона, гласящий, что сила центростремительная равна произведению массы тела на квадрат его скорости, деленное на радиус окружности.

Теперь мы можем оформить массу маленького заряда q как m = |q| / g,
где g - ускорение свободного падения (возьмем его равным 9,8 м/с^2).

Подставляя это значение массы в предыдущее уравнение, получим:
(k * |q * Q|) / r^2 = (|q| / g) * (v^2 / r).

Теперь, для простоты расчетов и чтобы избавиться от модуля заряда, будем считать, что заряд q также положительный.

Для дальнейшего решения можно обратить внимание на то, что слева и справа имеются константы. Разделим обе части уравнения на kQ / r^2, получим:
1 = (|q| / (kgQ)) * (v^2 / r).

Заметим, что величина (|q| / (kgQ)) является некоторой постоянной, обозначим ее как C. Тогда получим:
1 = C * (v^2 / r).

Теперь мы получили уравнение, которое связывает скорость заряда v и радиус окружности r.

Из данного уравнения можно выразить скорость v через радиус окружности r:
v^2 = r / C.

Давайте подведем итоги:
1. При равномерном движении точечного заряда Q по окружности под действием кулоновской силы, маленький отрицательно заряженный заряд q будет двигаться по той же окружности.
2. Мы получили уравнение, связывающее скорость заряда v и радиус окружности r: v^2 = r / C, где C - постоянная, определяемая величинами зарядов и массой.

Надеюсь, что ответ был понятен и полезен для вас. Если у вас остались дополнительные вопросы или требуется более подробное объяснение, пожалуйста, обратитесь к нам!