Вопрос пользователя:
Шарик массой m = 0.6 г, подвешенный на тонкой нити длиной 1 м в однородном электрическом поле, отклонился от вертикали на х = 5 см. Найти напряженность электрического поля, если на шарике находилось N = 15* избыточных электронов (заряд электрона 1.6 * Кл).
Илюха отвечает:
Шарик массой m = 0.6 г, подвешенный на тонкой нити длиной 1 м в однородном электрическом поле, отклонился от вертикали на х = 5 см. Найти напряженность электрического поля, если на шарике находилось N = 15* избыточных электронов (заряд электрона 1.6 * Кл).
масса шарика m = 0.6 г= 0.6*10^-3 кг
длина нити L= 1м
отклонение х= 5 см = 0.05 м
заряд электрона e= 1.60217646 × 10-19 Кл
заряд шарика Q=N*e = 15*1.6*10^-19 Кл
шарик находится в равновесии под действием моментов двух сил
сила тяжести Fт=mg создает момент с плечом х М1=Fт*х=mg*x
электрическая сила поля Fк=ЕQ с плечом √(L^2-x^2) М2=Fк*√(L^2-x^2)=
=ЕQ*√(L^2-x^2)=Е*N*e *√(L^2-x^2)
если М1=М2 , тогда
mg*x =Е*N*e *√(L^2-x^2)
отсюда E=mg*x /(N*e *√(L^2-x^2))
подставим численные значения
Е=0.6*10^-3*10*0.05 /(15*1.6*10^-19*√(1^2-0.05^2))=1.25*10^14 В/м
Ответ 1.25*10^14 В/м