Новичок
Капелька масла радиусом r=1 мкм с зарядом равным заряду двух электронов, находящихся в равновесии в полее расположеного горизонтально плоскости конденсатора, между пластинами которого приложена разность потенциалов U=820 В. Расстояние между пластинами d=8 мм. Плотность масла p=0,8 г/см³.
Чему равен заряд e электрона?
Нужно подробное решение, и откуда какие формулы получены. Чем подробнее, тем лучше.
Ответы на вопрос
Подробное решение задачи
Условие задачи:
Капелька масла радиусом мкм имеет заряд, равный по модулю заряду двух электронов. Капелька находится в равновесии в электрическом поле плоского конденсатора, пластины которого расположены горизонтально.
Разность потенциалов между пластинами конденсатора В, расстояние между пластинами мм. Плотность масла г/см³.
Найти: модуль заряда электрона .
1. Записываем «Дано»
Здесь — это модуль заряда капельки. Поскольку заряд двух электронов отрицательный, сам заряд капельки равен , где — положительное значение модуля заряда одного электрона.
Перевод величин в систему СИ необходим, чтобы правильно выполнить расчёты.
Например, плотность переводится следующим образом:
Поэтому
2. Разбираемся, какие силы действуют на капельку
Самое главное в этой задаче — правильно понять выражение «капелька находится в равновесии».
Это означает, что капелька неподвижна и не падает вниз, хотя на неё действует сила тяжести.
На капельку действуют две основные силы:
Сила тяжести — направлена вертикально вниз, поскольку Земля притягивает капельку.
Электрическая сила — направлена вертикально вверх и удерживает заряженную капельку от падения.
В реальности существует также выталкивающая сила воздуха, но в данной школьной задаче ею пренебрегают.
По первому закону Ньютона, если тело находится в равновесии, равнодействующая действующих на него сил равна нулю:
Поскольку силы направлены противоположно, их модули должны быть равны:
Это основное физическое условие, с которого начинается решение.
3. Находим формулу силы тяжести
Из школьного курса физики известно, что сила тяжести определяется формулой:
где:
— масса капельки в килограммах;
— ускорение свободного падения.
Эта формула следует из второго закона Ньютона , применённого к движению тела под действием земного притяжения, где ускорение .
Но в условии задачи
Похожие вопросы
Топ вопросов за вчера в категории Физика
Последние заданные вопросы в категории Физика
-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili

