В однородном электрическом поле между двумя горизонтально расположенными разноименно заряженными пластинами находится пылинка массой 10^-11 кг. Разность потенциалов между пластинами составляет 500 В, а расстояние между ними равно 0,1 м. Какой заряд имеет пылинка, если она удерживается в равновесии в этом электрическом поле?

Физика 11 класс Электрическое поле и закон Кулона физика 11 класс однородное электрическое поле разноименно заряженные пластины пылинка масса разность потенциалов расстояние заряд равновесие электрическая сила формула закон Кулона электрическое поле потенциал расчет заряда Новый

Дано:

• масса пылинки, m = 10^-11 кг;
• разность потенциалов между пластинами, U = 500 В;
• расстояние между пластинами, d = 0,1 м;
• заряд пылинки, q = ?.

Решение:

В данной задаче нам нужно определить заряд пылинки, которая удерживается в равновесии в однородном электрическом поле. Это означает, что силы, действующие на пылинку, уравновешивают друг друга. В данном случае на пылинку действуют две силы: сила тяжести и электрическая сила.

Сила тяжести (F_тяж) может быть выражена через массу пылинки и ускорение свободного падения (g). Мы используем стандартное значение g = 10 м/с².

Таким образом, сила тяжести будет равна:

F_тяж = m * g = 10^-11 кг * 10 м/с² = 10^-10 Н.

Теперь давайте найдем электрическую силу (F_эл), которая действует на пылинку. Она вычисляется по формуле:

F_эл = q * E,

где E — напряженность электрического поля. Напряженность поля можно вычислить по формуле:

E = U / d.

Подставим известные значения:

E = 500 В / 0,1 м = 5000 В/м.

Теперь мы можем выразить электрическую силу как:

F_эл = q * 5000 В/м.

Поскольку пылинка находится в равновесии, то сила тяжести равна электрической силе:

m * g = q * E.

Подставляем известные значения:

10^-10 Н = q * 5000 В/м.

Теперь мы можем выразить заряд pылинки (q):

q = (m * g) / E.

Подставляем значения:

q = (10^-11 кг * 10 м/с²) / 5000 В/м = 10^-10 Н / 5000 В/м.

Теперь считаем:

q = (10^-10) / 5000 = 2 * 10^-14 Кл.

Ответ: Заряд пылинки составляет q = 2 * 10^-14 Кл.