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}.
Ответ: 5000