ID: 00002978
Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсатора 10 кВ. В пространстве между пластинами падает капля жидкости. Заряд капли q = -8 ∙ $10^{-11}$ Кл.
При каком значении массы капли её скорость будет постоянной? Влиянием воздуха на движение капли пренебречь.
Источник: ФИПИ
Капля падает между горизонтальными пластинами конденсатора. На неё действуют две силы: вниз — сила тяжести, вверх — электрическая сила (капля заряжена отрицательно, и поле тянет её вверх). Скорость капли постоянна, когда эти силы уравновешены, то есть равнодействующая равна нулю.
Запишем условие равновесия. $mg=|q|E$. Напряжённость поля плоского конденсатора связана с напряжением: $E=\dfrac{U}{d}$.
Найдём массу. $m=\dfrac{|q|E}{g}=\dfrac{|q|U}{d\,g}=\dfrac{8\cdot10^{-11}\cdot10^{4}}{2\cdot10^{-2}\cdot10}=4\cdot10^{-6}\ \text{кг}=4$ мг.
$m=4$ мг $(4\cdot10^{-6}$ кг$)$