Question

Пластины плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 3 см друг от друга. Размеры пластин много больше расстояния между пластинами d. в пространстве между пластинами падает капля жидкости. Масса капли 4 мг, её заряд 2 нКл. При каком напряжении на пластинах кон денсатора скорость капли будет постоянной? Влия нием воздуха на движение капли можно пренебречь.​

Answer 1

Добрый день! Конечно, я помогу вам разобраться с этой задачей.

Для начала, давайте определим, какие известные значения у нас есть.

Масса капли: m = 4 мг = 4 х 10^(-6) кг
Заряд капли: q = 2 нКл = 2 х 10^(-9) Кл
Расстояние между пластинами: d = 3 см = 3 х 10^(-2) м

Так как размеры пластин много больше расстояния между ними, то можно считать, что весь электрический заряд капли равномерно распределен по поверхности пластин и изменение полей на крайних точках капли будет пренебрежимо малым.

Мы знаем, что сила, действующая на заряженную частицу в электрическом поле, равна:
F = qE,

где F - сила, q - заряд частицы, E - напряженность электрического поля.

Также, мы знаем, что сила, действующая на каплю, связана с ее массой и ускорением по закону Ньютона:
F = ma,

где F - сила, m - масса капли, a - ускорение капли.

При равномерном движении капли скорость постоянна, а значит, ускорение равно нулю:
a = 0.

Следовательно, сила электрического поля, действующая на заряженную каплю, должна быть равна нулю:
F = qE = 0.

Теперь мы можем найти напряженность электрического поля между пластинами конденсатора. Для этого воспользуемся формулой для напряженности электрического поля конденсатора:
E = V/d,

где E - напряженность электрического поля, V - напряжение на пластинах конденсатора, d - расстояние между пластинами конденсатора.

Согласно условию задачи, напряжение на пластинах конденсатора должно быть таким, чтобы сила, действующая на заряженную каплю, была равна нулю.

Подставим значения и решим уравнение:
qE = 0,
(2 х 10^(-9) Кл)(V/(3 х 10^(-2) м)) = 0.

Отсюда следует, что напряжение на пластинах конденсатора должно быть равно нулю, чтобы скорость капли была постоянной.

Задача решена. Надеюсь, ответ был понятен для вас. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать!