Решить задачи: 1) Сколько электронов было снято при трении со стеклянной палочки, если её заряд

Ответы на вопрос

Отвечает Колотилов Роман.

Решаю по обычным формулам электростатики и сразу свожу всё к ответам с подстановкой чисел.

При трении со стеклянной палочки снялись электроны, значит палочка получила положительный заряд.

Используем формулу:

n=\frac{Q}{e}

где
$Q=12{,}8\cdot10^{-9}\ \text{Кл}$ ,
$e=1{,}6\cdot10^{-19}\ \text{Кл}$ .

Тогда

n=\frac{12{,}8\cdot10^{-9}}{1{,}6\cdot10^{-19}}=8\cdot10^{10}

Ответ: снято $8\cdot10^{10}$ электронов.

Пылинка с зарядом 6 нКл находится во взвешенном состоянии на расстоянии 8 мм от точечного заряда 1,6 нКл. Какова её масса?

Если пылинка находится во взвешенном состоянии, значит сила электрического взаимодействия равна силе тяжести:

F_\text{эл}=mg

Сила Кулона:

F_\text{эл}=k\frac{|qQ|}{r^2}

Тогда

m=\frac{k|qQ|}{gr^2}

Подставим:

k=9\cdot10^9,\quad q=6\cdot10^{-9}\ \text{Кл},\quad Q=1{,}6\cdot10^{-9}\ \text{Кл},\quad r=8\cdot10^{-3}\ \text{м}

m=\frac{9\cdot10^9\cdot6\cdot10^{-9}\cdot1{,}6\cdot10^{-9}}{9{,}8\cdot(8\cdot10^{-3})^2}

m\approx 1{,}4\cdot10^{-4}\ \text{кг}

Это примерно

m\approx 0{,}14\ \text{г}

Ответ: $1{,}4\cdot10^{-4}\ \text{кг}$ (примерно $0{,}14\ \text{г}$ ).

Какова напряжённость однородного электрического поля, в котором пылинка массой 200 мкг и зарядом 0,4 мкКл находится во взвешенном состоянии?

Во взвешенном состоянии:

qE=mg

Отсюда

E=\frac{mg}{q}

Переведём величины в СИ:

m=200\ \text{мкг}=200\cdot10^{-9}\ \text{кг}=2\cdot10^{-7}\ \text{кг}

q=0{,}4\ \text{мкКл}=0{,}4\cdot10^{-6}\ \text{Кл}=4\cdot10^{-7}\ \text{Кл}

Тогда

E=\frac{2\cdot10^{-7}\cdot9{,}8}{4\cdot10^{-7}}\approx 4{,}9\ \text{Н/Кл}

Обычно округляют до

E\approx 5\ \text{Н/Кл}

Ответ: $E \approx 5\ \text{Н/Кл}$ .

Два одинаковых по модулю точечных заряда притягиваются в воздухе с силой 40 мкН, если расстояние между ними 9 см. Найдите величину каждого заряда.

Так как заряды одинаковы по модулю и притягиваются, их знаки противоположны, а по модулю они равны: $q$ и $-q$ .

По закону Кулона:

F=k\frac{q^2}{r^2}

Отсюда

q=\sqrt{\frac{Fr^2}{k}}

Подставим:

F=40\cdot10^{-6}\ \text{Н},\quad r=9\ \text{см}=0{,}09\ \text{м},\quad k=9\cdot10^9

Ответы на вопрос