Поверхностная плотность заряда σ бесконечно протяженной вертикальной плоскости равна 300 мкКл/м2. К плоскости на нити подвешен заряженный шарик массой m = 12 г. Определить заряд Q шарика, если нить образует с плоскостью угол α = 30о.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Пусть заряд шарика равен Q, тогда на него действует сила тяжести m*g и сила Кулона, создаваемая зарядом на плоскости.

Сила Кулона равна F = Q*E, где E - напряженность электрического поля плоскости. Найдем напряженность поля E, используя формулу E = σ/ε0, где ε0 - диэлектрическая проницаемость вакуума.

E = 30010^(-6)/8.8510^(-12) = 33.90 Н/Кл.

Составляем уравнение равновесия по оси y:
QEsin(α) = mg,
Q33.90sin(30о) = 0.0129.81,
Q = 0.0129.81/(33.90sin(30о)) = 0.118 Кл.

Ответ: заряд шарика Q равен 0.118 Кл.