Question

Помогите пожалуйста решить задачу по физике Задача простая, но не могу установить связь За быстрый ответ даю 30 баллов! Пылинка, масса которой равна 10 нг, зависла между пластинами плоского конденсатора, расстояние между которыми 0, 5 см, а напряжение - 154 В. После облучение ультрафиолетом лазейка потеряла часть заряда. Чтобы вернуть состояние равновесия, на пластины дали напряжение 162 В. Сколько электронов потеряла пылинка(до единиц)?

Answer 1

E*q=m*g
E=U/d
 U*q/d=m*g 
 U*e*N=m*g*d
  N1=m*g*d/e*U1
 N2=m*g*d/e*U2 
N1-N2=m*g*d/e  * U2*U1/(U2-U1)=10^-11*10*5*10^-3/1,6*10^-19* (162*154)/8=1000

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем воспользоваться формулой для расчета изменения потенциальной энергии электрона в конденсаторе:

ΔU = q * ΔV

Где: ΔU - изменение потенциальной энергии q - заряд электрона ΔV - изменение напряжения

Начнем с изначальной ситуации. По условию, начальное напряжение между пластинами конденсатора равно 154 В. Переместим электрон массой 10 нг (1 нг = 10^(-12) г) из одной пластины в другую. Заряд этого электрона можно найти, используя закон сохранения заряда:

q = e = 1.6 x 10^(-19) Кл

Теперь мы можем рассчитать изменение потенциальной энергии ΔU:

ΔU = q * ΔV = (1.6 x 10^(-19) Кл) * (154 В) = 2.464 x 10^(-17) Дж

Теперь, после облучения ультрафиолетом и установления напряжения 162 В, мы можем рассчитать изменение потенциальной энергии в этой ситуации:

ΔU' = q * ΔV' = (1.6 x 10^(-19) Кл) * (162 В) = 2.592 x 10^(-17) Дж

Теперь, чтобы найти, сколько электронов потеряла пылинка, мы вычтем первое значение потенциальной энергии из второго:

ΔU' - ΔU = (2.592 x 10^(-17) Дж) - (2.464 x 10^(-17) Дж) = 0.128 x 10^(-17) Дж

Известно, что изменение потенциальной энергии равно работе, которую совершает электростатическое поле при перемещении заряда:

ΔU' - ΔU = работа

Работа можно выразить через изменение потенциальной энергии и заряд электрона:

работа = q * ΔU' - q * ΔU

Теперь мы можем найти количество электронов, которые потеряла пылинка. Для этого разделим работу на изменение потенциальной энергии одного электрона:

Количество электронов = работа / (q * ΔU' - q * ΔU)

Количество электронов = (0.128 x 10^(-17) Дж) / ((1.6 x 10^(-19) Кл) * (162 В - 154 В))

Подсчитаем:

Количество электронов ≈ 0.128 x 10^(-17) / (1.6 x 10^(-19) * 8 В) ≈ 0.1 x 10^2 ≈ 10 электронов

Таким образом, пылинка потеряла примерно 10 электронов.