Сколько избыточных электронов должно быть на пылинке массой 2,5 • 10 - 8 г, помещенной в поле плоского конденсатора, чтобы она находилась в равновесии? Напряжение на пластинах 600 В, расстояние между пластинами 0,4 см.
1) Так как кулоновская сила прямо пропорциональна каждому из двух точечных зарядов, увеличение каждого из них в 2 раза приведёт к увеличению данной силы в четыре раза.
2) Кулоновская сила обратно пропорциональна квадрату расстояния между зарядами. Увеличение расстояния r в 5 раз приведёт к уменьшению силы в 25 раз.
3) Кулоновская сила обратно пропорциональна диэлектрической проницаемости среды ε. Считается, что проницаемость воздуха равна 1. Другие же среды имеют более высокий коэффициент проницаемости. Т.е. при переносе в другую среду сила становится во столько раз меньше, во сколько раз больше коэффициент проницаемости относительно воздуха.
Дано: Решение:
V = 0,0135 м³ Объем детали: V=30*30*15=13500(см³)=0,0135(м³)
ρ(ал) = 2700 кг/м³ Сила тяжести, действующая на деталь:
ρ(м) = 900 кг/м³ F(т) = mg = ρ(ал)Vg = 2700*0,0135*10 = 364,5 (Н)
g = 10 Н/кг Выталкивающая сила, действующая на деталь,
при погружении в масло:
Найти: F - ? F(a) = ρ(м)Vg = 900*0,0135*10 = 121,5 (H)
Сила, необходимая для удержания детали в масле:
F = F(т) - F(a) = 364,5 - 121,5 = 243 (H)
ответ: 243 Н.