Во сколько раз напряженность электрического поля на поверхности большой капли больше, чем на поверхности маленькой

Предмет вопроса: Электрическое поле на поверхности капли

Объяснение:
Для решения данной задачи, нам понадобятся некоторые знания о законах электростатики.

Электрическое поле создается точечным зарядом и определяется его напряженностью, которая является векторной величиной. По закону Кулона, напряженность электрического поля на расстоянии "r" от точечного заряда "Q" определяется формулой:

E = k * Q / r^2

где "k" - электростатическая постоянная, равная ≈ 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2.

Капля ртути представляет собой множество заряженных частиц, но для упрощения расчетов мы будем рассматривать её как точечный заряд большой капли после слияния.

Пусть напряженность электрического поля на поверхности большой капли будет "E1", а на поверхности маленькой капли - "E2".

После слияния, заряд большой капли будет равен сумме зарядов маленьких капель:

Q1 = Q2 + Q3 + ... + Q125

Используя закон Кулона, можем записать:

E1 = k * Q1 / R^2

E2 = k * (Q2 + Q3 + ... + Q125) / r^2

Найдем соотношение между E1 и E2:

E1 / E2 = (k * Q1 / R^2) / (k * (Q2 + Q3 + ... + Q125) / r^2) = (Q1 / R^2) / ((Q2 + Q3 + ... + Q125) / r^2)

Так как R > r (большая капля объединяет поверхности маленьких капель), то r^2 < R^2, значит:

E1 / E2 > Q1 / (Q2 + Q3 + ... + Q125)

Таким образом, напряженность электрического поля на поверхности большой капли будет больше, чем на поверхности маленькой капли после их слияния.

Демонстрация:
Дано: Q1 = 125Кл, Q2 = Q3 = ... = Q125 = 1Кл, R = 10см, r = 5см

Для нахождения соотношения E1 / E2 нужно вычислить сумму Q2 + Q3 + ... + Q125 и поставить это значение в формулу.

Совет:
Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется изучить закон Кулона, основные понятия электростатики и формулы для расчета электрического поля.

Задание для закрепления:
После слияния 64 маленьких заряженных капель в одну каплю, величина заряда на каждой маленькой капле была 3 Кл, а радиус большой капли составил 8 см. Найдите соотношение между напряженностью электрического поля на поверхности большой капли и напряженностью поля на поверхности маленькой капли до их слияния.