Условие задачи:
Между двумя горизонтально расположенными пластинами, заряженными до 10 кВ, удерживается в равновесии пылинка массой 2·10-10 кг. Определить заряд пылинки, если расстояние между пластинами 5 см?
Задача №6.3.37 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
\(\Delta \varphi=10\) кВ, \(m=2 \cdot 10^{-10}\) кг, \(d=5\) см, \(q-?\)
Решение задачи:
На пылинку действуют две силы: сила тяжести \(mg\) и электрическая сила \(F_{эл}\). Понятно, что если пылинка находится в равновесии, то эти силы должны быть противонаправлены. Пусть нижняя пластина заряжена положительно, а верхняя – отрицательно. Тогда напряженность поля пластин направлена снизу вверх, как показано на схеме. В таком случае пылинка должна иметь положительный заряд, чтобы сила \(F_{эл}\) была также направлена наверх. Если заряды пластин поменять, то пылинка уже должна быть заряжена отрицательно (можете это проверить, выполнив аналогичные рассуждения).
Запишем первый закон Ньютона в проекции на ось \(y\):
\[mg – {F_{эл}} = 0\]
\[mg = {F_{эл}}\;\;\;\;(1)\]
Силу \(F_{эл}\) можно найти через напряженность поля \(E\) и модуль заряда пылинки \(q\):
\[{F_{эл}} = Eq\;\;\;\;(2)\]
А вот напряженность поля \(E\) связана с разностью потенциалов \(\Delta \varphi\) и расстоянием между пластинами \(d\) по такой формуле:
\[E = \frac{{\Delta \varphi }}{d}\;\;\;\;(3)\]
Подставим (3) в (2), а полученное – в (1):
\[mg = \frac{{\Delta \varphi q}}{d}\]
Откуда искомый заряд пылинки \(q\) равен:
\[q = \frac{{mgd}}{{\Delta \varphi }}\]
Произведём расчёт ответа:
\[q = \frac{{2 \cdot {{10}^{ – 10}} \cdot 10 \cdot 0,05}}{{10 \cdot {{10}^3}}} = {10^{ – 14}}\;Кл\]
Ответ: 10-14 Кл.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
6.3.36 Электрическое поле в глицерине образовано точечным зарядом 20 нКл. На каком
6.3.38 Заряженная частица, пройдя ускоряющую разность потенциалов 600 кВ, приобрела
6.3.39 Электрическое поле образовано двумя параллельными пластинами, находящимися
![](/mark_r_img.png)
вычислите пожалуйста единицу измерения с итогового решения. Или хотя бы напишите в чем они измеряются? mg , d , и то что в знаменателе..
Я бы написал, что напряжённость электрического поля состоит из напряженности одной пластины и напряженности другой.
Я думаю, что в этой задачи это лишнее
Но все же это ведь правильно?Просто за E мы принимаем тип общую напряжённость.
Да, конечно