Scan Pic0048

Podobnie, przy przesuwaniu ładunku z B do C mamy:

1

6

Widzimy stąd, że

Wab = 3Wbc-

Rozwiązanie zadnia 3.10 Prawidłowa odpowiedź: B.

Model Bohra zakłada (patrz [2], str. 23), że elektron o masie m i ładunku -e krąży wokół jądra po orbicie kołowej o promieniu r. Siła elektrostatycznego przyciągania elektronu przez jądro wodoru o ładunku +e jest siłą dośrodkową:

2 2 _B e _ mu k _ — r r

Stąd energię kinetyczną można wyrazić jako:

Energię potencjalną w centralnym polu jądra wodoru obliczamy ze wzoru (patrz zad. 3.5):

E^k— = k-^^-^-k—. p _r r    r

£

Szukany iloraz — ma zatem wartość:

Rozwiązanie zadnia 3.11 Prawidłowa odpowiedź: B.

Potencjał kuli o promieniu r naładowanej ładunkiem q jest taki, jak potencjał pola wytworzonego przez ładunek punktowy q w odległości r od tego ładunku:

V = k&. r

Tak więc początkowo potencjały kul, o których mowa w zadaniu, były różne. Połączenie kul drutem powoduje przepływ elektronów dopóty, dopóki potencjały kul się nie wyrównają. Wówczas mamy:

^ri h

gdzie i q₂ to ładunki kul po wyrównaniu potencjałów. Ich suma jest równa całkowitemu ładunkowi początkowemu obu kul:

^ch ^{+ c}fi ⁼ ty/

a ich wartości są:

q_t = q-q',    q_tJ*q + q',

gdzie q' jest ładunkiem, który przepłynął z jednej kuli na drugą po połączeniu ich drutem.

Rozwiązanie zadnia 3.12 Prawidłowa odpowiedź: D.

Dotknięcie przewodnika P naelektryzowaną laską ebonitową spowoduje naelektryzowanie tego przewodnika i zetkniętych z nim listków obu elektroskopów do tego samego potencjału. Listki eektroskopów rozchylą się zatem jednakowo (patrz [3], str. 172).

Rozwiązanie zadnia 3.13 Prawidłowa odpowiedź: C.

Dodatnio naładowana płytka elektroforu (patrz [3], rys. 42.6) wytwarza pole elektryczne, w którym na każdy elektron działa siła przyciągania w stronę płyty. Na skutek odpływu elektronów listki ładują się dodatnio, zaś uziemiona obudowa przez dopłynięcie elektronów z Ziemi ładuje się ujemnie.

Rozwiązanie zadnia 3.14 Prawidłowa odpowiedź: B.

Analityczne, rozwiązanie tego zadania, prowadzące do obliczenia ładunków na kulkach B i C jest możliwe (np. metodą obrazów), ale wykracza ono poza program fizyki w szkole średniej. Możemy więc przeprowadzić jedynie rozumowanie jakościowe.

Ze względu na to, że kulki B i C są uziemione, dany w zadaniu układ kulek można zastąpić następującym układem:

- 95 -