Сколько избыточных электронов нужно на пылинке массой 1,5*10 в степени -8 грамма, чтобы она оставалась в равновесии

Суть вопроса: Электростатика

Описание: Для решения этой задачи нам понадобится понимание основ электростатики и взаимодействия электрических зарядов.

В данной задаче мы имеем пылинку массой 1,5 * 10 в степени -8 г и конденсатор, в котором она должна оставаться в равновесии. Пылинка будет оставаться в равновесии, если на нее будет действовать сила притяжения, равная силе отталкивания.

Сила притяжения определяется законом Кулона и вычисляется как:
F = k * (q1 * q2) / r^2,
где F - сила притяжения, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды, r - расстояние между зарядами.

Чтобы пылинка оставалась в равновесии, эти силы должны быть равными:
Fпритяжения = Fотталкивания,
k * (q * q") / r^2 = k * (q" * q") / h^2, где q - заряд пылинки, q" - заряд конденсатора, r - расстояние между зарядами на пылинке, h - расстояние между зарядами в конденсаторе.

Учитывая, что масса пылинки связана с ее зарядом через массу электрона, q = e * N, где e - заряд электрона, N - число избыточных электронов на пылинке.

Теперь мы можем найти число избыточных электронов, подставив все значения в уравнение:
k * (e * N * q") / r^2 = k * (q" * q") / h^2.

Разделив обе части равенства на k, q" и приняв во внимание e/e, получим:
N / r^2 = q" / h^2.

Таким образом, число избыточных электронов на пылинке можно найти, взяв отношение квадрата расстояния между зарядами на пылинке и конденсаторе:
N = (q" * r^2) / h^2.

Пример: Для пылинки массой 1,5 * 10 в степени -8 г и конденсаторе с расстоянием между зарядами r = 0,1 м и h = 0,05 м, найдите число избыточных электронов на пылинке, если заряд конденсатора q" = 2 * 10 в степени -8 Кл.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию электростатики, рекомендуется изучить закон Кулона, понимание электрических зарядов и их взаимодействия. Также полезно использовать формулы и выполнять практические задания, чтобы применить полученные знания на практике.

Задание для закрепления: Для данной задачи с пылинкой массой 2 * 10 в степени -8 г, расстоянием между зарядами r = 0,2 м и h = 0,1 м, а также зарядом конденсатора q" = 1 * 10 в степени -8 Кл, найдите число избыточных электронов на пылинке.