Какое начальное ускорение получит капелька массой 0,016 мг, потерявшая 100 электронов, если на расстояние 3 см от нее поместить заряд 2,0*10 в -6 степени Кл?

Для решения этой задачи нам нужно определить начальное ускорение капельки, зная её массу, потерю электронов и наличие заряда на определённом расстоянии. Мы будем использовать закон Кулона и второй закон Ньютона.

Дано:

1. Масса капельки, $m = 0{,}016 \, \text{мг} = 0{,}016 \times 10^{-3} \, \text{г} = 1{,}6 \times 10^{-8} \, \text{кг}$.
2. Потеря 100 электронов (значит, капелька заряжена положительно).
3. Расстояние от капельки до другого заряда $r = 3 \, \text{см} = 0{,}03 \, \text{м}$.
4. Заряд на расстоянии от капли $Q = 2{,}0 \times 10^{-6} \, \text{Кл}$.

Шаг 1. Определяем заряд капельки

Каждый электрон имеет заряд $e = 1{,}6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}$. Поскольку капля потеряла 100 электронов, её заряд будет:

Шаг 2. Рассчитываем силу взаимодействия по закону Кулона

Сила Кулона между двумя зарядами на расстоянии $r$ определяется по формуле:

где $k \approx 9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2$.

Подставляем значения:

Сначала посчитаем числитель:

Теперь подставим всё вместе:

Возведем $0{,}03$ в квадрат:

Тогда:

Сократим $9$:

Шаг 3. Определяем ускорение

Теперь используем второй закон Ньютона, $F = ma$, чтобы найти ускорение $a$:

Разделим числа:

Ответ

Начальное ускорение капельки составит $2 \times 10^{-11} \, \text{м}/\text{с}^2$.