Шарик массой 4,5 г с зарядом 0,1 мкКл помещен в масло плотностью 800 кг/м3. Плотность

материала шарика 1500 кг/м3. Определите напряженность электрического поля (в кВ/м), в которое

следует поместить шарик, чтобы он находился в равновесии, g = 10 м/с2

Вес шарика в масле должен уравновешиваться силой кулоновского взаимодействия.

Вес шарика в масле равен разности его веса в воздухе = 4,5*10∧ (-2) ньютон и выталкивающей архимедовой силы.

Выталкивающая сила равна весу масла в объёме шарика.

Поэтому сначала ищем объём шарика. Он равен частному от деления массы шарика на плотность шарика.

Vшарика = 4,5*10∧ (-3) / 1,5*10∧ (-3) = 3*10∧ (-6) м³.

Тогда величина архимедовой силы равна

3*10∧ (-6) * 800 = 0,24*10∧ (-2) ньютон.

Вес шарика в масле равен (4,5 - 0,24) * 10∧ (-2) = 4,26*10∧ (-2) ньютон.

Именно эту силу должна уравновесить сила кулоновского взаимодействия, равная произведению напряжённости поля на заряд шарика.

Е*10∧ (-7) Кл = 4,26*10∧ (-2) ньютон.

Е = 4,26*10∧ (-2) / 10∧ (-7) = 426 кВ/м.

Ответ: напряжённость поля равна 426 кВ/м.