ID: 00017125
Конденсатор состоит из двух неподвижных, вертикально расположенных, параллельных, разноимённо заряженных пластин (см. рисунок). Пластины расположены на расстоянии d = 5 см друг от друга. Напряжённость поля внутри конденсатора равна E = 10^{5} В/м. Между пластинами, на равном расстоянии от них, помещён шарик с зарядом q и массой m = 0{,}2 г. После того как шарик отпустили, он начинает двигаться к одной из пластин под действием поля. Оцените время t движения шарика до удара о пластину.
Источник: Сборник Гиголо
Пластины вертикальные, поэтому горизонтально на шарик действует только электрическая сила поля — она и гонит его к ближайшей пластине. Движение из покоя под постоянной силой — это обычное равноускоренное движение по горизонтали. Шарик стоит посередине, значит, до пластины ему лететь половину зазора, d/2.
Горизонтальная сила F = qE, тогда по второму закону Ньютона ускорение
a = \dfrac{qE}{m}.
Шарик проходит до пластины расстояние \dfrac{d}{2}:
\dfrac{d}{2} = \dfrac{a t^2}{2}.
t^2 = \dfrac{d}{a} = \dfrac{d m}{qE} \;\Rightarrow\; t = \sqrt{\dfrac{m d}{qE}}.
Это и есть искомая оценка времени движения шарика до удара о пластину.
Ответ: t = √(md/(qE)).
Время падения до удара о пластину t = √(md/(qE)).