Что такое модуль напряженности электростатического поля в случае, когда шарик массы 10 мг и зарядом 0,39 нКл находится

Радуга_На_Небе

43

Чтобы понять, что такое модуль напряженности электростатического поля, давайте сначала разберемся с самим понятием электростатического поля.

Электростатическое поле - это пространство, в котором на заряженные частицы, такие как электроны или протоны, действуют силы. Эти силы возникают из-за взаимодействия между заряженными частицами. Однако поле существует не только в том месте, где находится заряженная частица, но и во всем пространстве вокруг нее.

Модуль напряженности электростатического поля (обозначается символом E) показывает силовое воздействие на точечную положительную зарядку единичного значения. Математически он выражается как отношение силы F, действующей на заряженную частицу, к величине заряда q этой частицы:

\[E = \frac{F}{q}\]

Теперь вернемся к нашей задаче. У нас есть шарик массой 10 мг (0,01 г) и зарядом 0,39 нКл в равновесии в однородном поле, где направление линий напряженности вертикально.

Равновесие означает, что сумма всех сил, действующих на шарик, равна нулю. Зная массу шарика, мы можем найти его вес, который равен произведению массы на ускорение свободного падения \(g = 9,8 \, \text{м/с}^2\):

\[F_{\text{веса}} = m \cdot g\]

Заряд шарика равен 0,39 нКл (нанокулон) и находится в однородном поле, где направление линий напряженности вертикально. Так как у нас шарик находится в равновесии, то сопротивление силе тяжести (весу) будет сила электрического поля, действующая на него. Таким образом, мы можем установить, что:

\[F_{\text{эл}} = F_{\text{веса}}\]

Теперь, подставив значения и решив уравнение, мы найдем модуль напряженности электростатического поля:

\[E = \frac{F_{\text{эл}}}{q}\]

\[E = \frac{F_{\text{веса}}}{q}\]

\[E = \frac{m \cdot g}{q}\]

\[E = \frac{0,01 \, \text{г} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2}{0,39 \, \text{нКл}}\]

Выполняя простые математические вычисления, получаем ответ:

\[E \approx 0,25 \, \text{Н/Кл}\]

Таким образом, модуль напряженности электростатического поля в данной задаче равен около 0,25 Н/Кл.