Какой модуль напряженности однородного электростатического поля, линии напряженности которого направлены вертикально, если шарик с массой 10 мг и зарядом 0,39 нКл находится в этом поле в состоянии равновесия?

Физика 11 класс Электростатика модуль напряжённости однородное электростатическое поле шарик с зарядом масса 10 мг равновесие в поле Новый

Чтобы найти модуль напряженности однородного электростатического поля, в котором шарик находится в состоянии равновесия, нам нужно воспользоваться законом равновесия сил. В данном случае на шарик действуют две силы:

• Сила тяжести (F_тяж), направленная вниз;
• Сила электростатического взаимодействия (F_эл), направленная вверх.

Для того чтобы шарик находился в состоянии равновесия, эти две силы должны быть равны по модулю:

F_тяж = F_эл

Теперь давайте запишем выражения для этих сил:

1. Сила тяжести (F_тяж) рассчитывается по формуле:
F_тяж = m * g
2. где:
• m - масса шарика (в килограммах);
• g - ускорение свободного падения (приблизительно 9,81 м/с²).
3. Сила электростатического взаимодействия (F_эл) рассчитывается по формуле:
F_эл = q * E
4. где:
• q - заряд шарика (в кулонах);
• E - модуль напряженности электрического поля.

Теперь подставим известные значения:

• Масса шарика: 10 мг = 10 * 10^(-3) г = 10 * 10^(-6) кг = 0,01 г = 0,00001 кг;
• Заряд шарика: 0,39 нКл = 0,39 * 10^(-9) Кл = 0,00000039 Кл;
• Ускорение свободного падения: g = 9,81 м/с².

Теперь подставим эти значения в уравнение равновесия:

m g = q E

Подставим известные значения:

0,00001 кг 9,81 м/с² = 0,00000039 Кл E

Теперь вычислим силу тяжести:

F_тяж = 0,00001 кг * 9,81 м/с² = 0,0000981 Н

Теперь подставим это значение в уравнение:

0,0000981 Н = 0,00000039 Кл * E

Теперь найдем E:

E = 0,0000981 Н / 0,00000039 Кл

Вычислим значение:

E ≈ 251.28 Н/Кл

Таким образом, модуль напряженности однородного электростатического поля составляет примерно 251.28 Н/Кл.