Question

Между двумя параллельными, горизонтально расположенными диэлектрическими пластинами создано однородное электрическое поле напряженностью Е = 4∙10-6 Н/Кл, направленное вертикально вверх . Между пластинами помещен шарик на расстоянии  d = 1,2 см от верхней пластины и b = 2,5 см от нижней. Заряд шарика q = 3 нКл, масса m = 3 г. Шарик освобождают, и он начинает двигаться. Через какой промежуток времени шарик ударится об одну из пластин, если система находится в поле силы тяжести Земли?

Answer 1

Дано: E = 4∙10^-6 Н/Кл, d = 1,2 см = 0,012 м, b = 2,5 см = 0,025 м, q = 3 нКл = 3∙10^-9 Кл, m = 3 г = 3∙10^-3 кг, g = 9,8 м/с^2

Найти: Время до удара шарика об одну из пластин

Решение:
1. Найдем силу, действующую на шарик вверх:
F = E*q

2. Найдем ускорение шарика вверх:
a = F/m

3. Найдем скорость шарика в момент отрыва от нижней пластины:
v = a*t

4. Найдем время, через которое шарик ударится об одну из пластин:
t = (2*(b + d))/v

5. Подставим известные значения и решим уравнение:
t = (2*(0,025 + 0,012))/(E*q/m)

Ответ: Шарик ударится об одну из пластин через t = 0,00139 с.