Скільки надмірних електронів є на кожній з двох металевих сферок масою 0,2 г, знаходяться у газі (e=2,1), якщо сила

Тема: Заряди и силы взаимодействия

Разъяснение:

Данная задача требует определения количества избыточных электронов на каждой из двух металлических шариков. Мы знаем, что сила их электрического отталкивания равна по величине силе их притяжения гравитацией.

Для решения этой задачи, мы можем использовать формулу для силы взаимодействия между двумя точечными зарядами и формулу для силы притяжения гравитации:

F(отталкивание) = F(притяжение)

k * q1 * q2 / r^2 = m * g

где:
- F(отталкивание) - сила электрического отталкивания
- F(притяжение) - сила притяжения гравитацией
- k - постоянная Кулона (k ≈ 8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2)
- q1 и q2 - заряды шариков
- r - расстояние между зарядами
- m - масса шариков
- g - ускорение свободного падения (g ≈ 9.8 м/с^2)

Как заряд на сферках одинаковый, то q1=q2=q.

Мы можем выразить q через формулу для электрической силы:

q = F(притяжение) * r^2 / (k * m * g)

Подставив известные значения и решив уравнение, мы сможем определить количество избыточных электронов на каждой сферке.

Пример:
Допустим, известны следующие значения:
- m = 0.2 г
- e= 2.1
- g = 9.8 м/с^2

Мы выбираем r=10 см = 0.1 м
Подставляем значения в формулу:

q = (0.2 г * 9.8 м/с^2 * (0.1 м)^2) / (8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2 * 2.1)

После вычислений, мы получим количество избыточных электронов на шариках.

Совет:
Для более легкого понимания данной задачи, рекомендуется усвоить основы зарядов и сил взаимодействия между зарядами. Изучите формулу для силы взаимодействия между двумя точечными зарядами и формулу для силы притяжения гравитацией. Также будьте внимательны к размерностям, чтобы правильно подставить значения в формулу и избежать ошибок в расчетах.

Задача для проверки:
Металлический шарик массой 0,1 кг находится в поле силы тяжести с ускорением 9,8 м/c^2. Если на шарике накапливается эквивалентное количество избыточных электронов, какой должна быть величина заряда каждого электрона, чтобы сила их электрического отталкивания равнялась силе гравитационного притяжения? Assume that the charge on the electron is -1.6 * 10^-19 C.