Электростатика… — Задание ЕГЭ по физике №00008973

Дано:

$U = 1 \text{ кВ} = 1000 \text{ В}$

$V = 2 \cdot 10^{-18} \text{ м}^3$

$d = 2 \text{ см} = 0{,}02 \text{ м}$

$\rho = 13600 \text{ кг/м}^3$ (плотность ртути)

Найти:

$q$ — ?

Решение:

Капелька находится в равновесии, значит сумма сил равна нулю. Вниз действует сила тяжести, вверх — электрическая сила:

$$F_{\text{эл}} = mg$$

Электрическая сила:

$$F_{\text{эл}} = qE$$

Напряжённость поля в конденсаторе:

$$E = \frac{U}{d}$$

Масса капельки через плотность и объём:

$$m = \rho V$$

Подставляем в условие равновесия:

$$q \cdot \frac{U}{d} = \rho V g$$

Выражаем заряд:

$$q = \frac{\rho V g d}{U}$$

$$q = \frac{13600 \cdot 2 \cdot 10^{-18} \cdot 10 \cdot 0{,}02}{1000} = 5{,}44 \cdot 10^{-18} \text{ Кл}$$