Решить ! между двумя параллельными горизонтальными пластинами с разностью потенциалов 0,70 кв висит капелька масла, радиус которой 1,5 мкм. расстояние между пластинами 0,40 см, плотность масла 0,80 г/см3. найти заряд капли.
... а ответ ужасно прост, и ответ единственный. Вот сила Архимеда F(A)= рgV, Окинув орлиным взором эту формулу, мы увидим, что: 1. От плотности жидкости, в которую погружено тело, на которое действует сила Архимеда. причем зависимость прямо пропорциональная. То есть, чем больше плотность жидкости, тем больше выталкивающая сила. 2. Эта несчастная сила прямо же пропорционально зависит от объема погруженной в жидкость части. 3. Зависит от ускорения свободного падения. Да-да! В пределах Земли эта зависимость мала, хотя имеется. Например на экваторе и на полюсах выталкивающая сила отличается, так как отличается ускорение свободного падения. А про Луну, например, вообще говорить страшно, так как выталкивающая сила для одного и того же тела в одной и той же жидкости будет отличаться примерно в 9,8/1,6 = 6 раз.
Дальность полета тела, брошенного под углом а к горизонту считается по формуле Подставляем наши данные Отсюда нетрудно найти начальную скорость Но все это можно было и не искать, потому что главный вопрос: Можно ли добиться такой же дальности полета при другом угле бросания? ответ: Можно! Обозначим новый угол b. такая же дальность получится, если sin(2b) = sin(2a) То есть, если 2b = 180 - 2a; b = 90 - a = 90 - 30 = 60 градусов.
Понимаете, почему наибольшая дальность полета достигается при угле 45 гр? sin 90 = 1 - максимальному значению синуса.
Если капелька висит, значит силу тяжести уравновешивает сила электростатического поля:
Fт=Fэл
mg=Fэл
выведем, чему равно Fэл:
E=U/d=F/q
Fэл=Uq/d
mgd=Uq
заменим массу:
m=pV
V=4пR^2 (радиус шара, в данном случае капля представляется как шар, ибо, как вам известно, в отсутствие доп. сил всякая жидкость имеет форму шара)
4пR^2gd=Uq
Итоговая формула:
q=4пR^2pgd/U
Переведем величины в СИ и подставим:
R=1.5*10^-6 м
п=3.14
g=10м/c^2
d=4*10^-3 м
p=0.8*10^-3
U=700 В
q=4*3.14*2.25*10^-12*0.8*10^-3*10*4*10^-3/700=1.291*10^-18 Кл
ответ: заряд капли равен 1.3*10^-18 Кл (ну или 8-9 свободных электронов, так, к слову).