Яка маса краплі, яка втратила 4∙109 електронів і залишається у рівновазі в однорідному вертикальному електричному полі

Тема вопроса: Розрахунок маси краплі в електричному полі

Об"яснення: Щоб розрахувати масу краплі, яку втратила 4∙10^9 електронів у вакуумі в однорідному вертикальному електричному полі, нам потрібно врахувати відношення елементарних зарядів і маси електрона.

1. Почнемо з формули, що зв"язує елементарний заряд (e) з напруженістю електричного поля (E): F = eE. За законом Кулона, сила (F) дорівнює продукту додатнього заряду (Q) і напруженості поля (E). Оскільки крапля втратила 4∙10^9 електронів, ми можемо виразити силу, враховуючи елементарний заряд: F = (4∙10^9)(eE).

2. Другорядна формула, що зв"язує силу (F) і масу (m) у вертикальному електричному полі: F = mg. За другим законом Ньютона, сила (F) дорівнює добутку маси (m) і прискорення вільного падіння (g). В даному випадку прискорення дорівнює напруженості поля (E) діленому на прискорення вільного падіння (g).

3. Зрівняємо дві формули: (4∙10^9)(eE) = mg. Зауважте, що Е, g і e відомі величини, а потрібно знайти масу (m).

4. Переставимо формулу, щоб знайти масу: m = (4∙10^9)(eE)/g.

5. Підставимо відповідні значення: m = (4∙10^9)(1,6 ∙ 10^-19)(1600 В/м)/(9,8 м/с^2).

6. Після обчислень отримаємо масу краплі в однорідному вертикальному електричному полі.

Приклад використання: Знайдемо масу краплі, яка втратила 4∙10^9 електронів і залишається у рівновазі в однорідному вертикальному електричному полі у вакуумі, якщо напруженість поля дорівнює 1600 В/м. Визначте масу краплі, враховуючи елементарний електричний заряд, який дорівнює 1,6 ∙ 10^-19 Кл.

Завдання: Задано масу краплі, яка втратила 2,5∙10^8 електронів і залишається у рівновазі в однорідному вертикальному електричному полі у вакуумі, якщо напруженість поля дорівнює 1200 В/м. Визначте елементарний електричний заряд, який дорівнює 1,6 ∙ 10^-19 Кл.