Problema electrică

[Adrian111]

Într-un cîmp electric omogen cu E=10^4V/m, o bilă încărcată electric cu m = 10g si q = 10^-6C a fost suspendată de un fir.Bilei în direcție orizontală(perpendicular pe liniile de intensitate a cîmpului electric) i sa comunicat o viteza v =1m/s. La ce unghi maxim se va rifica bila daca lungimea firului este de 1m?
Cam asa ar arata desenul in pozitia initiala.


Personal am indicat fortele am obtinut sistemele proiectiilor lor ata de axa ox si oy dar nu obtin un rezultat corect.
Cineva vreo ideea?
Multumesc anticipat.

[Mihnea Maftei]

Salut. O idee:

Ce energie cinetica are bila la inceput (imediat dupa ce e lovita...)?
Ce energie cinetica are bila cand se afla in punctul de maxima inaltime?
Ce lucru mecanic a cauzat diferenta de energie cinetica? (Care sunt fortele care efectueaza lucru mecanic asupra bilei?)

Sau, echivalent:
Ce energie mecanica are bila la inceput (imediat dupa ce e lovita...)?
Ce energie mecanica are bila cand se afla in punctul de maxima inaltime?
Ce lucru mecanic a cauzat diferenta de energie mecanica?

[Adrian111]

Pai initia deoaece i se comunica o viteza de v=1ms/s iar m=10g rezulta ca putem afla Ec.
In punctul h maxim Ec=0 eoarece in acel punct viteza ei devine egala cu 0
Lucrul mecanic efectuat care a cauzat diferenta este egal cu delta Ec = Ec initiala.

Acolo avem pai urmatoarele forte: forta de tensiune in fir, gravitationala si electrica.
In acest caz cea gravitationala si electrica au aceeasi directie si sens.
si deaorece cind h = hmax rezultanta fortelor tre sa fie egla cu 0
avem ca
0 = F(elect)+T+G

Insa totusi nu-am inteles cum as putea afla unghil dat... :|

[Mihnea Maftei]

Lucrul mecanic efectuat care a cauzat diferenta este egal cu delta Ec = Ec initiala.

Da. Dar voiam sa exprimi lucrul mecanic in functie de forte si distante. Apoi egalai acea formula pentru lucru mecanic cu E_{c initiala} si, dupa niste calcule, aflai unghiul cerut.

deoarece cind h = hmax rezultanta fortelor tre sa fie egla cu 0
avem ca
0 = F(elect)+T+G

De ce crezi ca in punctul maxim rezultanta fortelor care actioneaza asupra bilei trebuie sa fie zero?
Gandeste-te ca arunci o minge in sus. Cand ajunge in punctul maxim, rezultanta fortelor care actioneaza asupra ei este zero?

[Adrian111]

Pai daca arunc de exemplu mingea data sub un unghi de 90 cu forta F, ignorind forta de rezistenta obtinem ca asupra mingii actioneaza doua Forte. Mingea se va ridica atita timp cit F>G cind F=G se va opri. Deoarece F si G  se afla pe aceeasi dreapta suporta dar sunt in diectii opuse rezulta ca in momentul in care F=G rezultanta lor va fi egala cu 0. Sau ma insel?

Pai in general L=Fd.
Pentru forta electrica in particular L= E*q*d/2.
delta Ec=m*v^2/2 = L.


Insa nu vad din astea cum as afla unghiul :|

[Adi]

Nu e asa, bila nu se opreste cand F=G, adica cand acceleratia e zero, ci cand viteza e zero. Ca sa rezolvi aceasta problema, trebuie intai sa rezolvi o alta mai simpla, in care campul E=0 (deci nu e nici o forta electrica), ci doar forta gravitationala. Este problema pendului simplu. Pana la ce inaltime se va ridica el? Rezolv-o cu tot cu formule, pana la formula finala, nu doar in cuvinte. Apoi iti va parea extrem de usor problema de fata.

[Adrian111]

Corect Adi normal ca bila nu se va opri cind F=G, acolo era vorba despre o minge aruncata in sus si nu despre bila data.
Pai a=v/t, si daca v=0, a este tot egala cu 0.

Orcum ms pentru ideea Adi, vad ce imi iese si postez dupa.

[Electron]

Pai a=v/t, si daca v=0, a este tot egala cu 0.

Fals. Revezi definitia acceleratiei.

e-

[Adrian111]

pai acceleratia este rapiditatea cu care viteza se modifica, adica delta v/t.

[Electron]

Asa, si de cand "delta v" este egal cu "v" ?

e-

[Adi]

Adrian11, trebuie sa intelegi intai, vad, un caz si mai simplu, acela al aruncarii unei bile in sus cu viteza initiala v0. La ce inaltime mai sus se va opri si in acel moment, cat va fi acceleratia sa si cat va fi viteza sa?

[Adrian111]

Adi chestia cu bila care ai spuso tu e simpla si se poate rezolva prin 2 metode(atitea imi vin acu in minte) cu ajurorul ecuatiei cinematice si cu formula lui galilei. Iar a doua pe cle energetica egalind Ec cu Ep, deoare la sol Ep=0, iar la h max, Ec=0.

[Adi]

OK, daca zici ca stii sa o faci, rezolva intai urmatoarea problema. De la inaltimea de 5 m, arunci in sus o bila de masa 1 kg cu viteza de 10 m/s. In acel moment se da drumul unui cronometru. Cand bila se opreste, cat arata cronometrul, la ce inaltime este bila, ce viteza are si ce acceleratie are?

[Adrian111]

pai intial bila are energia mgh+mv^2/2 iai in punctul H (maxim) energia ei este mgH.
le egalam si obtinem ca: gh+v^2/2=gH, de unde H=2gh+v^2/2g, H=10m
Acceleratia o aflam dupa formula lui galilei deoarece stim distanta parcursa viteza initiala si cea finala.
Timpul il aflam din ecuatia cinematica a miscarii uniform variate, unde vom obtine o ecuatia de gradul 2 pe care o com rezolva fata de t.

Sau am gresit ceva?

[Electron]

Sau am gresit ceva?

Lipsa raspunsurilor se poate considera o eroare destul de grava. Ca nu le sti, sau doar le eviti, e irelevant. Tot ce se vede sunt lipsurile.

e-