Пылинка массой имеет заряд Определите напряжённость

Задача. Пылинка массой \displaystyle m=6,4\cdot {{10}^{-8}} г имеет заряд \displaystyle q=2,0\cdot {{10}^{-12}} Кл. Определите напряжённость вертикального однородного электростатического поля, в котором пылинка будет находится в равновесии.

Дано:

\displaystyle m=6,4\cdot {{10}^{-8}} г
\displaystyle q=2,0\cdot {{10}^{-12}} Кл

Найти:
\displaystyle E — ?

Решение

Думаем: определительное слово задачи — равновесие. Оно говорит о том, что сумма сил, действующих на тело равно 0, т.к. при равновесии ускорение тела равно 0 (\displaystyle a=0), тогда следуя второму закону Ньютона:

\displaystyle \sum{{{{\vec{F}}}_{i}}=0} (1)

Искомое напряжение можно найти исходя из его определения:

\displaystyle \vec{F}=q\vec{E} (2)

А т.к. мы выбрали решение задачи через второй закон Ньютона, то воспользуемся планом.

Решаем: исходя из плана, нарисуем рисунок. расставим силы, действующие на тело и введём ось (рис. 1).

Рис. 1. Силы, действующие в системе

Рис. 1. Силы, действующие в системе

Пользуясь (1) в проекции на ось OY:

\displaystyle mg-F=0 (3)

Модуль недостающей силы получим из (2) и выразим напряжённость:

\displaystyle mg-qE=0\Rightarrow mg=qE\Rightarrow E=\frac{mg}{q} (4)

Считаем: осталось описать ускорение свободного падения (\displaystyle g=10 м/с\displaystyle ^{2}).

\displaystyle E=\frac{6,4*{{10}^{-11}}*10}{2,0*{{10}^{-12}}}=3,2*{{10}^{2}} Н/м

Ответ: \displaystyle E=3,2*{{10}^{2}} Н/м.

Ещё задачи на тему «Напряжённость электростатического поля»