В направленном вертикально вниз однородном электрическом поле с напряженностью 1,3· 105 Н/Кл капелька жидкости массой 2·10-9 г оказалась в равновесии. Определить заряд капельки и число избыточных электронов на ней. Заряд одного электрона 1,6·10-19 Кл.
1. Нам дана масса капельки жидкости (m = 2·10^(-9) г) и напряженность электрического поля (E = 1,3·10^5 Н/Кл).
2. В равновесии на капельку действуют две силы: гравитационная сила притяжения (Fгр) и электрическая сила отталкивания (Фэл).
3. Определим сначала гравитационную силу притяжения (Fгр). Для этого воспользуемся формулой:
Fгр = m*g,
где g - ускорение свободного падения, примем его равным 9,8 м/с^2.
Подставляя значения в формулу, получим:
Fгр = (2·10^(-9) г)*(9,8 м/с^2).
4. Теперь определим электрическую силу отталкивания (Фэл). Для этого воспользуемся формулой:
Фэл = q*E,
где q - заряд капельки, который мы должны найти.
Подставим в формулу известные значения:
Фэл = q*(1,3·10^5 Н/Кл).
5. Так как капелька находится в равновесии, то сумма всех действующих на нее сил равна нулю:
Fгр + Фэл = 0.
Подставим найденные значения в уравнение:
(2·10^(-9) г)*(9,8 м/с^2) + q*(1,3·10^5 Н/Кл) = 0.
6. Решим это уравнение относительно неизвестного заряда q. Сначала перепишем уравнение:
(2·10^(-9) г)*(9,8 м/с^2) = - q*(1,3·10^5 Н/Кл).
7. Далее, преобразуем это уравнение для нахождения q:
q = ((2·10^(-9) г)*(9,8 м/с^2)) / (1,3·10^5 Н/Кл).
8. Теперь рассчитаем значение q:
q = (1,96·10^(-8) Н*м)/(1,3·10^5 Н/Кл).
Упростим выражение:
q = 1,96·10^(-8) Кл / 1,3·10^5.
q = 1,51·10^(-13) Кл.
9. Таким образом, заряд капельки составляет приблизительно 1,51·10^(-13) Кл.
10. Наконец, определим число избыточных электронов на капельке. Для этого поделим заряд капельки на заряд одного электрона:
N = q / (1,6·10^(-19) Кл).
Подставим значения:
N = (1,51·10^(-13) Кл) / (1,6·10^(-19) Кл).
11. Рассчитаем это выражение:
N = 9,44·10^5.
Число избыточных электронов на капельке составляет приблизительно 9,44·10^5.
Таким образом, заряд капельки составляет приблизительно 1,51·10^(-13) Кл, а число избыточных электронов на ней равно примерно 9,44·10^5. Надеюсь, мой ответ понятен! Если у вас остались вопросы, буду рад помочь.