Question

Між двома зарядженими пластинами зависла негативно заряджена крапелька олії. З якою силою взаємодіють крапелька олії і заряджені пластини, якщо маса крапельки становить 0,3 мг?

Answer 1

Ответ:

Дано:

m=0.3мг=0,3×10^-6кг

g=9.8H/кг

F ел.-?

Розв'язання:

F ел.=F тяж.=mg

F ел.=0.3×10^-6кг×9.8Н/кг=3×10^-6Н

Відповідь:F ел.=3×10^-6Н

Объяснение:

Answer 2

Для обчислення сили, з якою взаємодіє негативно заряджена крапелька олії із зарядженими пластинами, вам потрібно врахувати взаємодію електричних зарядів за законом Кулона. Закон Кулона визначає силу взаємодії між двома зарядами і виражається наступним чином:

$F = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}}$

де:

• $F$ - сила взаємодії,
• $k$ - електростатична константа (приблизно $8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2$),
• $q_1$ і $q_2$ - величини електричних зарядів,
• $r$ - відстань між зарядами.

Зважаючи на те, що крапелька олії має негативний заряд, і заряджені пластини також, сила взаємодії буде відштовхувальною, тобто напрямлена від крапельки до пластин. Таким чином, $q_1$ і $q_2$ матимуть однаковий знак.

Для обчислення сили, нам потрібно знати величину заряду крапельки олії та відстань між нею і пластинами. Величину заряду крапельки олії можна визначити з відомого значення маси та заряду маси для електрона. Заряд маси для електрона приблизно дорівнює $e \approx -1.602 \times 10^{-19} \, \text{Кл}$. Маса крапельки олії дорівнює 0,3 мг, що відповідає $0,3 \times 10^{-6} \, \text{кг}$.

Отже, величина заряду крапельки олії $q_1$ буде дорівнювати:

$q_1 = e \cdot \text{кількість зарядів} = e \cdot \frac{{\text{маса крапельки}}}{{\text{маса електрона}}} = -1.602 \times 10^{-19} \, \text{Кл} \cdot \frac{{0,3 \times 10^{-6} \, \text{кг}}}{{9.109 \times 10^{-31} \, \text{кг}}} \approx -5.26 \times 10^{-13} \, \text{Кл}$

Тепер, якщо відомо відстань між крапелькою і пластинами, то можна обчислити силу взаємодії. Якщо відстань $r$ відома, то сила $F$ буде:

$F = \frac{{8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 \cdot |(-5.26 \times 10^{-13} \, \text{Кл}) \cdot (-5.26 \times 10^{-13} \, \text{Кл})|}}{{r^2}}$

Зверніть увагу, що знаки зарядів в цьому виразі вже враховані. Якщо ви знаєте відстань $r$, ви можете обчислити силу взаємодії.