Question

Між двома горизонтальними пластинами, до яких прикладено різницю потенціалів 500 В, перебуває в рівновазі порошинка масою 10 г Відстань між пластинами 5 см. Визначте електричний заряд порошинки

Answer 1

Електричний заряд порошинки можна визначити за формулою:

q = U * C

де q - заряд порошинки, U - різниця потенціалів між пластинами, C - ємність конденсатора (між пластинами).

Ємність конденсатора можна визначити за формулою:

C = ε₀ * S / d

де ε₀ - електрична стала, S - площа пластин, d - відстань між пластинами.

Площу пластин можна визначити з формули для площі кола:

S = π * r²

де r - радіус порошинки.

Таким чином, маємо:

S = π * (d / 2)² = 0.0019635 м²

C = 8.85 * 10⁻¹² * 0.0019635 / 0.05 = 3.48125 * 10⁻¹³ Ф

q = 500 * 3.48125 * 10⁻¹³ = 1.740625 * 10⁻¹⁰ Кл

Отже, електричний заряд порошинки дорівнює 1.740625 * 10⁻¹⁰ Кл.

Answer 2

Для визначення електричного заряду порошинки, яка перебуває в рівновазі між двома горизонтальними пластинами з різницею потенціалів 500 В, ми можемо використовувати формулу для обчислення електричного заряду на об'єкті в електростатичному полі:

Q = C * ΔV,

де: Q - електричний заряд (коліромб), C - ємність конденсатора, ΔV - різниця потенціалів між пластинами.

Спочатку ми повинні обчислити ємність конденсатора. Ємність конденсатора обчислюється за формулою:

C = ε₀ * (A / d),

де: C - ємність конденсатора, ε₀ - діелектрична проникність вакууму (приблизно 8,85 x 10⁻¹² Ф/м), A - площа однієї з пластин (площа паралельних пластин), d - відстань між пластинами.

У нашому випадку A важливо обчислити, так як ми маємо горизонтальні пластини, і ми не знаємо їхніх розмірів або форми. Передположимо, що площа пластин дорівнює S (незалежно від їх розміру або форми).

Тепер можемо обчислити ємність конденсатора:

C = ε₀ * (S / d).

Тепер підставимо значення в формулу для обчислення електричного заряду:

Q = C * ΔV = (ε₀ * S / d) * ΔV.

За заданими вами значеннями: ΔV = 500 В, d = 0,05 м (5 см), ε₀ = 8,85 x 10⁻¹² Ф/м (діелектрична проникність вакууму).

Підставимо ці значення в формулу:

Q = (8,85 x 10⁻¹² Ф/м * S / 0,05 м) * 500 В.

Тепер ми можемо розрахувати електричний заряд (коліромб):

Q = 1,77 x 10⁻¹⁰ S Кл.

Тепер нам потрібно визначити площу пластин S. Для цього вам потрібно мати додаткову інформацію про конструкцію конденсатора, таку як розміри пластин або їхню форму. Без цієї інформації неможливо точно визначити електричний заряд порошинки.