ID: 00017117
Пластины плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии $d = 1$ см друг от друга. Размеры пластин много больше $d$. В пространстве между пластинами падает капля жидкости (см. рисунок). Масса капли $m = 4\cdot 10^{-6}$ кг, её заряд $q = 8\cdot 10^{-11}$ Кл. При каком напряжении (в В) на пластинах скорость капли будет постоянной? Влиянием воздуха на движение капли пренебречь.
Источник: Сборник Гиголо
"Скорость постоянна" — значит, капля движется без ускорения, то есть силы на неё уравновешены. На каплю действуют тяжесть вниз и электрическая сила со стороны поля конденсатора. Чтобы они компенсировались, электрическая сила должна быть направлена вверх и равна по модулю весу.
$qE = mg$, где поле плоского конденсатора $E = \dfrac{U}{d}$.
$\dfrac{qU}{d} = mg \;\Rightarrow\; U = \dfrac{mgd}{q}.$
$U = \dfrac{4\cdot 10^{-6}\cdot 10\cdot 0{,}01}{8\cdot 10^{-11}} = \dfrac{4\cdot 10^{-7}}{8\cdot 10^{-11}} = 5000\ \text{В}.$
$U = 5000$ В