Какую наименьшую силу необходимо применить для удержания заряда, равного 200мккл, на отрицательной пластине, чтобы

Apelsinovyy_Sherif

23

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон Кулона, который гласит, что сила, действующая между двумя заряженными частицами, прямо пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Изначально дано, что у нас есть отрицательная пластина, на которой находится заряд \( Q = 200 \) мкКл. Мы должны найти минимальную силу, необходимую для удержания этого заряда неподвижным.

Также дано, что между пластинами есть напряжение \( V = 50 \) В и расстояние между пластинами \( d = 2,5 \) мм.

Перед тем, как продолжить решение, давайте переведем все в СИ (Систему Международных Единиц) для удобства вычислений.

200 мкКл можно перевести в Кулоны путем умножения на \(10^{-6}\):
\[ Q = 200 \times 10^{-6} = 0,0002 \, \text{Кл}. \]

Расстояние 2,5 мм также нужно перевести в метры, умножив на \(10^{-3}\):
\[ d = 2,5 \times 10^{-3} = 0,0025 \, \text{м}. \]

Используя закон Кулона, мы можем вычислить силу, действующую между пластинами. Формула для силы Кулона выглядит следующим образом:
\[ F = \dfrac{Q_1 \cdot Q_2}{4\pi\epsilon_0 d^2}, \]

где \( \epsilon_0 \) - постоянная электрическая проницаемость воздуха.

Значение \( \epsilon_0 \) составляет \( 8.854 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м} \).

В нашем случае \( Q_1 \) и \( Q_2 \) - это заряд на отрицательной и положительной пластинах соответственно. Так как заряд на отрицательной пластине равен 200 мкКл (0,0002 Кл) и мы ищем минимальную силу, необходимую для удержания заряда неподвижным, значит заряд на положительной пластине также равен 0,0002 Кл.

Давайте вставим все значения в формулу и рассчитаем силу:
\[ F = \dfrac{(0,0002) \cdot (0,0002)}{4\pi(8.854 \times 10^{-12})(0,0025)^2} \]

Решив эту формулу с использованием калькулятора, мы найдем значение силы, необходимой для удержания заряда неподвижным. Силу можно округлить до нужного количества знаков после запятой.

Итак, минимальная сила, необходимая для удержания заряда равного 200 мкКл на отрицательной пластине неподвижным, составляет Х Ньютон (найдено значение округляем с помощью калькулятора).

Пожалуйста, обратите внимание, что в реальных ситуациях может потребоваться более сложное решение с учетом других факторов, однако в данной задаче мы предполагаем, что расстояние между пластинами достаточно велико, чтобы можно было использовать формулу Кулона для оценки силы.