Question

У вертикальному однорідному електричному полі перебуває порошинка масою 0,015 мг, що має заряд 8 нКл. Яка напруженість поля, якщо сила тяжіння, що діє на порошинку, урівноважується силою, яка діє з боку електричного поля?

Answer 1

Відповідь: 18,75 В/м

Пояснення:

Answer 2

Сила тяжіння (Fт) дорівнює вазі об'єкта і може бути обчислена за допомогою другого закону Ньютона:

Fт = m * g,

де:

• Fт - сила тяжіння,
• m - маса об'єкта (0,015 мг, що дорівнює 0,015 * 10^(-6) кг),
• g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,81 м/с² на Землі).

Fт = 0,015 * 10^(-6) кг * 9,81 м/с² = 1,4715 * 10^(-7) Н.

Згідно з законом Кулона, сила (Fе) між двома точковими зарядами може бути обчислена за наступною формулою:

Fe = k * (|q1 * q2|) / r^2,

де:

• Fe - сила між зарядами,
• k - електростатична стала (приблизно 9 * 10^9 Н·м²/Кл²),
• q1 і q2 - величини зарядів,
• r - відстань між зарядами.

У цьому випадку, один заряд q1 = 8 нКл (8 * 10^(-9) Кл).

Так як сила тяжіння урівноважується силою, що діє з боку електричного поля, ми можемо прирівняти Fт до Fe:

1,4715 * 10^(-7) Н = k * |8 * 10^(-9) Кл * q2| / r^2.

Тепер ми можемо вирішити це рівняння для напруженості поля (E), враховуючи, що q2 - заряд порошинки:

E = k * |q2| / r^2.

Для обчислення E нам потрібно знати відстань r між зарядами та величину q2. З умови завдання відомо, що q2 = 8 нКл. Однак нам не відома відстань r. Якщо ви подаєте додаткову інформацію про відстань між зарядами, я зможу розрахувати напруженість поля.