Тип 21 № 43072 

Молекулярная физика−электродинамика. Качественная задача. Электричество и магнетизм
i
На длинной непроводящей нити висит незаряженный шарик. Под ним находится пластина, по которой распределен равномерно положительный заряд. Как изменится частота колебаний шарика, если ему сообщить положительный заряд. Считать длину пластины значительно больше, чем длина нити.
Спрятать решениеРешение. 
При отсутствии заряда шарика частота его колебаний определяется формулой:

Если шарик зарядить, то на него со стороны заряженной пластины будет действовать электрическая сила, направленная вертикально вверх, так как и пластина, и шарик имеют положительный заряд.
Маятник совершает малые колебания, которые являются гармоническими. Потому равнодействующая сила пропорциональна смещению х, то есть
и имеет период колебаний, который находится по формуле
где k — коэффициент пропорциональности.
Равнодействующая сила равна
ее проекция на ось Ох
Для малых колебаний можно считать, что
Тогда:

Cледовательно, коэффициент пропорциональности
В этом случае период колебаний равен
а частота равна:

Сравнивая частоту колебаний в обоих случаях, делаем вывод, что она уменьшилась.
Ответ: уменьшилась.
-------------
Дублирует задание № 25348.
Спрятать критерииКритерии проверки:| Критерии оценивания ответа на задание С1 | Баллы |
|---|
| Приведен правильный ответ и представлено полное верное объяснение с указанием наблюдаемых явлений и законов. | 3 |
| Дан правильный ответ и приведено объяснение, но в решении содержится один из следующих недостатков. В объяснении не указаны одно из явлений или один из физических законов, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Объяснения представлены не в полном объеме или в них содержится один логический недочет. | 2 |
| Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки. ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 |
| Максимальное количество баллов | 3 |