Какой заряд имеет шарик массой 41 мг, находящийся в равновесии под действием силы тяжести и электростатической силы

Радужный_Лист

2

Для решения этой задачи можно использовать законы Ньютона и законы электростатики.

Первым шагом определим силу тяжести \(F_g\), действующую на шарик. Сила тяжести вычисляется по формуле:

\[ F_g = m \cdot g, \]

где \( m \) - масса объекта (в данном случае шарика), а \( g \) - ускорение свободного падения (приближенное значение 9,8 м/с\(^2\)).

\[ F_g = 41 \, \text{мг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2. \]

Подставив числовые значения, получим:

\[ F_g = 41 \cdot 10^{-6} \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2. \]

\[ F_g = 4,01 \cdot 10^{-4} \, \text{Н}. \]

Теперь определим силу электростатического взаимодействия \( F_e \), действующую на шарик. Сила электростатического взаимодействия вычисляется по формуле:

\[ F_e = q \cdot E, \]

где \( q \) - заряд объекта, а \( E \) - напряженность электрического поля.

Необходимо определить значение заряда \( q \). Для этого воспользуемся следующей формулой:

\[ q = \frac{{F_g}}{{E}}. \]

\[ q = \frac{{4,01 \cdot 10^{-4} \, \text{Н}}}{{400 \, \text{кН/Кл}}}. \]

Переведем напряженность электрического поля в СИ:

\[ E = 400 \cdot 10^3 \, \text{Н/Кл}. \]

\[ q = \frac{{4,01 \cdot 10^{-4} \, \text{Н}}}{{400 \cdot 10^3 \, \text{Н/Кл}}}. \]

\[ q = 1,0025 \cdot 10^{-9} \, \text{Кл}. \]

Таким образом, шарик имеет заряд \( q = 1,0025 \cdot 10^{-9} \, \text{Кл} \).