Question

Какой массы должен быть шарик, имеющий заряд 2,5нКл, чтобы он свободно завис в электростатическом поле с напряжённостью 10 (в шестой степени) В/М

Answer 1

M*g=q*E
m=q*E/g=2,5*10^-9*10^6/10=2,5*10^-4 кг

Answer 2

Чтобы определить массу шарика, имеющего заряд 2,5 нКл, чтобы он мог свободно висеть в электростатическом поле с напряжённостью 10^6 В/м, мы можем использовать уравнение, которое описывает силу, действующую на заряженную частицу в электростатическом поле. Это уравнение называется уравнением Лоренца и описывает силу Кулона.

Уравнение Лоренца: F = q * E,

где: F - сила, действующая на заряженную частицу (в данном случае на шарик), q - величина заряда шарика, E - напряженность электрического поля.

Мы знаем, что напряженность поля (E) равна 10^6 В/м, а заряд (q) шарика равен 2,5 нКл. Мы хотим найти массу (m) шарика. Для этого нам нужно также воспользоваться уравнением второго закона Ньютона:

F = m * a,

где: F - сила, m - масса, a - ускорение.

Сначала мы найдем силу (F), которая действует на шарик в электростатическом поле:

F = q * E, F = (2,5 * 10^(-9) Кл) * (10^6 В/м), F = 2,5 * 10^(-3) Н.

Теперь, используя уравнение второго закона Ньютона, мы можем найти массу шарика:

F = m * a.

Так как шарик свободно висит в поле, его ускорение (a) равно нулю. Поэтому уравнение преобразуется в:

F = 0, m * 0, 0 = 0.

Это означает, что сила Кулона компенсируется силой тяжести, и шарик остается в покое. То есть:

F_кулона = F_тяжести, q * E = m * g,

где: F_кулона - сила Кулона, F_тяжести - сила тяжести, q - величина заряда шарика, E - напряженность электрического поля, m - масса шарика, g - ускорение свободного падения (приближенно 9,81 м/с² на Земле).

Теперь мы можем найти массу шарика:

m = (q * E) / g, m = (2,5 * 10^(-9) Кл * 10^6 В/м) / 9,81 м/с², m ≈ 2,55 * 10^(-13) кг.

Таким образом, масса шарика должна быть примерно равной 2,55 * 10^(-13) кг, чтобы он мог свободно висеть в электростатическом поле с напряженностью 10^6 В/м.