Question

Пылинка имеет массу 2·10^ -6 кг и заряд 7·10 ^-10 Кл. Каким должно быть расстояние между горизонтально расположенными пластинами, чтобы пылинка висела между ними? Разность потенциалов между пластинами 4 кВ. Сделать рисунок на листе! Пожалуйста помогите с задачей

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1)

Сила тяжести:

F = m·g = 2·10⁻⁶·10 = 20·10⁻⁶ Н

2)

Напряженность:

E = F / q = 20·10⁻⁶ / 7·10⁻¹⁰ ≈ 28 600 В/м

Но

E = U / d

тогда:

d = U / E = 4 000 / 28600 ≈ 0,14 м      или 14 см

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать баланс силы тяжести и электростатической силы на пылинку. Пылинка будет находиться в равновесии, когда сила электростатического притяжения будет уравновешивать силу тяжести.

1. Сначала найдем силу электростатического притяжения между пластинами и пылинкой:

   Формула для силы электростатического взаимодействия между двумя заряженными объектами:

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

   где:

   • F - сила электростатического взаимодействия,
   • k - электростатическая постоянная ($8.99 \times 10^9 , \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2$),
   • $q_1$ - заряд пылинки ($7 \times 10^{-10} , \text{Кл}$),
   • $q_2$ - заряд пластин (одна заряжена положительно, а другая отрицательно, поэтому их абсолютные заряды равны),
   • r - расстояние между пластинами (то, что мы хотим найти).

   Так как пылинка находится в равновесии между пластинами, сила электростатического притяжения должна быть равна силе тяжести пылинки:

   $F = m \cdot g,$

   где:

   • m - масса пылинки ($2 \times 10^{-6} , \text{кг}$),
   • g - ускорение свободного падения ($9.81 , \text{м/с}^2$).

   Подставим значения:

   $\frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2} = m \cdot g.$

2. Теперь найдем расстояние между пластинами:

   $r^2 = \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{m \cdot g},$

   $r = \sqrt{\frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{m \cdot g}}.$

Подставьте известные значения и рассчитайте расстояние r. Не забудьте взять абсолютное значение заряда, так как расстояние является положительной величиной. Теперь вы можете сделать соответствующий рисунок, на котором покажете пластины и пылинку между ними.