1. Алюминиевый шарик массой 18 г, имеющий заряд 10-7Кл, плавает в масле. Определите величину напряженности электрического поля (в кВ/м), направленного вверх, если плотность масла 900 кг/м3, плотность алюминия 2700 кг/м3, ускорение свободного падения 9.8 м/с2.
Answers & Comments
Дано:
m = 18 г = 18 * 10^-3 кг
q = 10^-7 Кл.
p1 = 2700 кг/м^3
p2 = 900 кг/м^3
g = 10 м/с^2
_________________
E - ?
Решение:
Сила Архимеда и сила Кулона направлены вверх, а сила тяжести - вниз.
Раз шарик находится в равновесии, то силы уравнивают друг друга.
Fа = pgV
Fт = mg
Fэ = qE
F = pgV - qE - mg = 0
p = m/V => m = pV => V = m/p
qE = pgV - mg => E = pgV - mg/q
E = pgm/p - mg/q
E = mg(p2/p1 - 1)/E
E = 18 * 10^-3 * 10( 1/3 - 1)/10^-7 = 1 200 000 В/м = 1.2 МВ/м
Ответ: E = 1.2 МВ/м.