Тело имеющие заряд 50 Кл, висит над пластинкой имеющей заряд 10 нКл , какую массу имеет тело, если оно висит на высоте 10 см от пластинки ? Ответ дай в кг округлив до целых.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Известно, что между заряженным телом и заряженной пластинкой действует сила тяжести и сила кулоновского взаимодействия, направленные в противоположные стороны и равные по модулю. Таким образом, для равновесия тела должно выполняться равенство этих сил:

Fтяж = Fэл

где Fтяж - сила тяжести, а Fэл - сила кулоновского взаимодействия.

Сила тяжести зависит от массы тела и ускорения свободного падения, а сила кулоновского взаимодействия зависит от зарядов тела и пластинки, а также расстояния между ними.

Сила кулоновского взаимодействия между зарядами q1 и q2 на расстоянии r определяется законом Кулона:

F = k |q1 q2| / r^2

где k - постоянная Кулона, приблизительно равная 9 10^9 Н м^2 / Кл^2.

Зная, что заряд тела q1 = 50 Кл, заряд пластинки q2 = 10 нКл = 10 * 10^(-9) Кл, и расстояние между ними r = 10 см = 0.1 м, можем найти силу кулоновского взаимодействия Fэл:

Fэл = 9 10^9 |50 10^(-9) 10 * 10^(-9)| / 0.1^2 = 90 Н

Сила тяжести Fтяж и сила кулоновского взаимодействия Fэл равны по модулю и направлены в противоположные стороны, поэтому

Fтяж = Fэл = 90 Н.

Теперь можно найти массу тела, подвешенного над пластинкой:

m = Fтяж / g

где g - ускорение свободного падения, принято равным 9.81 м/с^2.

m = 90 / 9.81 ≈ 9 кг

Таким образом, масса тела составляет около 9 кг.