Пылинка, имеющая заряд -5 * 10^-9 Кл, находится в равновесии в однородном электрическом поле плоского конденсатора с напряженностью 6000 В/м, если силовые линии поля направлены вертикально вниз. а) Найти массу пылинки. б) Каким должно быть напряжение между пластинами, находящимися на расстоянии 5 см друг от друга, чтобы удержать пылинку массой в 2 раза большую? в) Определите, какой заряд имеет пылинка после облучения, если она стала двигаться с ускорением 8 м/с². Сколько электронов потеряла пылинка?
Ответы на вопрос
а) Найти массу пылинки.
Для начала, на пылинку действует сила тяжести и сила, которая возникает из-за её заряда в электрическом поле. Пылинка находится в равновесии, значит, силы, действующие на неё, уравновешены.
Сила тяжести:
где — масса пылинки, — ускорение свободного падения (приблизительно ).
Сила, действующая на заряд в электрическом поле, вычисляется по формуле:
где — заряд пылинки, — напряженность электрического поля.
Поскольку пылинка в равновесии, эти силы равны по величине:
Подставим известные значения:
Масса пылинки составляет примерно .
б) Напряжение между пластинами, чтобы удержать пылинку массой в 2 раза большей.
Масса пылинки увеличивается в два раза, то есть новая масса .
Новая сила тяжести, действующая на пылинку:
Чтобы удержать пылинку в равновесии, сила электрического поля должна быть равна силе тяжести:
Напряженность поля связана с напряжением и расстоянием между пластинами по формуле:
где .
Подставляем это в уравнение:
Подставляем значения:
Напряжение между пластинами должно быть 600 В.
в) Определить заряд пылинки после облучения и количество потерянных электронов.
Если пылинка начинает двигаться с ускорением , то на неё действует сила, которая вызывает это ускорение. Используем второй закон Ньютона:
где — масса пылинки, — ускорение.
Сила, вызвавшая ускорение:
Эта сила создается электрическ
Похожие вопросы
Топ вопросов за вчера в категории Физика
Последние заданные вопросы в категории Физика
-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili

