ЧАСТЬ 3 Решите задачи 34. В вертикально направленном однородном электрическом поле капелька массой 0,3мг, имеющая заряд 5нКл, оказалась в равновесии. Определите напряженность электрического поля. (Сделайте рисунок на котором укажите силы, действующие на пылинку, а также линии напряженности электрического поля и их направление)

Решение:

Дано:

\( m = 0.3 \text{ мг} = 0.3 \times 10^{-6} \text{ кг} \)

\( q = 5 \text{ нКл} = 5 \times 10^{-9} \text{ Кл} \)

\( g \approx 10 \text{ м/с}^2 \)

Найти:

\( E \) — напряженность электрического поля.

Решение:

Капелька находится в равновесии, значит, сила тяжести \( F_{\text{тяж}} \) уравновешивается силой Кулона (электрической силой) \( F_{\text{эл}} \). Направление электрического поля должно быть таким, чтобы сила Кулона действовала вверх. Так как заряд капельки отрицательный (5 нКл — положительная величина, но обычно для таких задач подразумевается отрицательный заряд, если не указано иное, и поле направлено вертикально вверх, чтобы уравновесить силу тяжести), сила Кулона направлена против поля. Следовательно, электрическое поле направлено вниз.

\( F_{\text{тяж}} = mg \)

\( F_{\text{эл}} = |q|E \)

По условию равновесия: \( F_{\text{тяж}} = F_{\text{эл}} \)

\( mg = |q|E \)

Выразим напряженность поля \( E \):

\[ E = \frac{mg}{|q|} \]

Подставим значения:

\[ E = \frac{(0.3 \times 10^{-6} \text{ кг}) \times 10 \text{ м/с}^2}{5 \times 10^{-9} \text{ Кл}} = \frac{3 \times 10^{-6}}{5 \times 10^{-9}} \text{ Н/Кл} = 0.6 \times 10^3 \text{ Н/Кл} = 600 \text{ Н/Кл} \]

Рисунок:

На рисунке изображена капелька. Сила тяжести \( F_{\text{тяж}} \) направлена вертикально вниз. Сила Кулона \( F_{\text{эл}} \) направлена вертикально вверх. Линии напряженности электрического поля направлены вертикально вниз.

Ответ: Напряженность электрического поля равна 600 Н/Кл.