Маленький шарик массой 5 г висит на упругой нити. Коэффициент упругости нити составляет 125 Н/м. Шарик зарядили до 8 нКл и поместили в вертикальный плоский воздушный конденсатор расстояние между обкладками которого равно 4 см. Найдите разность потенциалов между обкладками конденсатора, если нить растянулась на 0,4 мм. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2.

Дано

m=5 г=5*10^ (-3) кг

k=125 H/м

q=8 нКл=8*10^ (-9) Кл

d=4 см=4*10^ (-2) м

l=0,4 мм=4*10^ (-4) м

g=10 м/с²=10 H/кг

Найти U

для плоского конденсатора

U = Ed, где Е напряжнность эл. поля, d - расстояние межу обкладками.

Сила тяжести, действующая на шарик mg. Она тянет шарик вниз.

сила, действующая на шарик со стороны электрического поля Eq, она отклоняет шарик в сторону.

(mg) ² + (Eq) ² = (kl) ²

E²q² = (kl) ² - (mg) ²

E=√ ((kl) ² - (mg) ²) / q

U = (d/q) √ ((kl) ² - (mg) ²) = (4*10^ (-2) м / 8*10^ (-9) Кл) √ (125² H²/м² * 4²*10^ (-8) м² - 5²*10^ (-6) кг² 10²H²/кг²)) = 5*10^6 м/Кл √ (25*10^ (-4) H²-25*10 (-4) Н²) = 0 В

Ответ: конденсатор не заражен