Question

Какое напряжение надо приложить к двум горизонтальным пластинам (расстояние между которыми=8 см), чтобы уравновесить силу тяжести пылинки 4 мг несущую 10^12 избыточных электронов? 1)-602)-203)-40Помогите желательно с решением Помогите пожалуйста!!!!!!​

Answer 1

Условие равновесия: m*g=q*E(1)

E=U/d(2)

Подставим 2 в 1 и выразим заряд:

q=m*g*d/U=10^-6*10*0,1/10^3=10^-9 Кл

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать равенство силы тяжести и электростатической силы между двумя заряженными пластинами.

Электростатическая сила между двумя пластинами, расположенными горизонтально и имеющими избыточные заряды, определяется как:

$F_e = \dfrac{q \cdot E}{d},$

где $F_e$ - электростатическая сила, $q$ - заряд пылинки, $E$ - напряженность электрического поля между пластинами, $d$ - расстояние между пластинами.

Также известно, что сила тяжести на пылинку равна:

$F_g = m \cdot g,$

где $F_g$ - сила тяжести, $m$ - масса пылинки, $g$ - ускорение свободного падения (приближенно равно $9.8 \, \text{м/с}^2$).

Так как условие задачи требует, чтобы пылинка находилась в состоянии равновесия, то электростатическая сила должна быть равна силе тяжести:

$F_e = F_g.$

Теперь, подставим выражения для $F_e$ и $F_g$ и решим уравнение:

$\dfrac{q \cdot E}{d} = m \cdot g.$

Теперь выразим напряженность электрического поля $E$:

$E = \dfrac{m \cdot g \cdot d}{q}.$

Теперь подставим известные значения:

$m = 4 \, \text{мг} = 4 \times 10^{-6} \, \text{кг},$

$g = 9.8 \, \text{м/с}^2,$

$d = 8 \, \text{см} = 0.08 \, \text{м}.$

Теперь найдем заряд пылинки $q$. У нас есть информация о том, что пылинка несет $10^{12}$ избыточных электронов. Заряд одного электрона $e$ приблизительно равен $1.6 \times 10^{-19}$ Кл. Таким образом, заряд пылинки $q$ равен:

$q = 10^{12} \times e.$

Теперь подставим значения в выражение для $E$:

$E = \dfrac{4 \times 10^{-6} \times 9.8 \times 0.08}{10^{12} \times 1.6 \times 10^{-19}}.$

Теперь рассчитаем $E$:

$E = \dfrac{3.136 \times 10^{-8}}{1.6 \times 10^{-7}} \, \text{В/м} = 0.196 \, \text{В/м}.$

Таким образом, необходимое напряжение между пластинами составляет около $0.196 \, \text{В}$. Обратите внимание, что значение заряда пылинки не является важным, так как он сокращается в уравнении и не влияет на итоговое значение напряжения.