Який заряд має заряджена крапля олії масою 10 нг, яка знаходиться між двома горизонтально розміщеними плоскими

Зарина

45

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для силы, действующей на заряженную каплю в электрическом поле.

Сила, действующая на каплю, равна произведению заряда капли на напряженность электрического поля:

\[F = q \cdot E\]

где \(F\) - сила, \(q\) - заряд капли и \(E\) - напряженность электрического поля.

Напряженность электрического поля между плоскими пластинами можно вычислить с помощью формулы:

\[E = \frac{U}{d}\]

где \(U\) - напряжение (300 В) и \(d\) - расстояние между пластинами (3 см = 0.03 м).

Теперь, чтобы узнать заряд \(q\) капли, мы должны использовать известную формулу для силы гравитации:

\[F_{\text{гр}} = m \cdot g\]

где \(F_{\text{гр}}\) - сила гравитации, \(m\) - масса капли (10 нг = \(10 \times 10^{-9}\) кг) и \(g\) - ускорение свободного падения (приближенно 9.8 м/с\(^2\)).

Так как капля находится в состоянии равновесия, сила гравитации должна быть равна силе, вызванной электрическим полем, то есть \(F_{\text{гр}} = F\).

Теперь мы можем записать уравнение и решить для неизвестного заряда \(q\):

\[m \cdot g = q \cdot E\]

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

Подставляя числовые значения:

\[q = \frac{10 \times 10^{-9} \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2}{\frac{300 \, \text{В}}{0.03 \, \text{м}}} \]

Выполняя вычисления, мы получаем:

\[q \approx 9.8 \times 10^{-17} \, \text{Кл}\]

Таким образом, заряд капли составляет приблизительно \(9.8 \times 10^{-17}\) Кл.