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).

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала определим силы, действующие на шарик.

Гравитационная сила ( F_{grav} = m \cdot g ), где m - масса шарика, g - ускорение свободного падения (примем его равным 9.81 м/c^2).

Электрическая сила ( F_{el} = q \cdot E ), где q - заряд шарика, E - напряженность электрического поля.

Так как шарик находится в равновесии, то эти силы равны по модулю: ( F{el} = F{grav} ).

( m \cdot g = q \cdot E )

Теперь найдем заряд шарика:

( q = N \cdot e ), где e - элементарный заряд (1.6 * 10^(-19) Кл).

( q = 15 \cdot 1.6 \cdot 10^{-19} Кл = 24 \cdot 10^{-19} Кл = 24 \cdot 10^{-19} Кл ).

Подставим в первое уравнение:

( 0.6 \cdot 9.81 = 24 \cdot 10^{-19} Кл \cdot E )

( 5.886 = 24 \cdot 10^{-19} Кл \cdot E )

( E = \frac{5.886}{24 \cdot 10^{-19}} )

( E \approx 2.46 \cdot 10^{19} В/м )

Итак, напряженность электрического поля равна 2.46 * 10^19 В/м.