Массасы 2,4·10⁻¹⁵ кг май тамшысы пластиналар арасында тепе-теңдікте (d = 1 см, U = 500 В). Тамшының зарядын және электрондар санын табыңыз — Физика есептері | PhysLabo
Loading...

Конденсатор пластиналары арасында ілініп тұрған май тамшысының заряды

Орташа 10-сынып Электр / Электростатика
Шарты

Массасы $m = 2{,}4 \cdot 10^{-15}$ кг май тамшысы жазық конденсатордың көлденең пластиналары арасында тепе-теңдікте тұр. Пластиналар арасындағы қашықтық $d = 1$ см, кернеу $U = 500$ В, жоғарғы пластина оң зарядталған (суретті қараңыз). Тамшының зарядын табыңыз, оның таңбасын және артық немесе жетіспейтін электрондар санын анықтаңыз. Электрон заряды $e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}$ Кл, $g = 10$ м/с².

Конденсатордың көлденең пластиналары арасындағы май тамшысы: қашықтық d, кернеу U, жоғарғы пластина оң зарядталған
Берілгені
  • $m = 2{,}4 \cdot 10^{-15}$ кг
  • $d = 1$ см $= 0{,}01$ м
  • $U = 500$ В
  • $e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}$ Кл, $g = 10$ м/с²
  • $q = ?$, $N = ?$
Кеңестер
Кеңес 1 / 2
Тамшы тепе-теңдікте: $qE$ электр күші $mg$-ны теңестіреді. Конденсатордағы өріс кернеулігі $E = U/d$.
Кеңес 2 / 2
Өріс оң пластинадан теріс пластинаға (төмен) бағытталған, ал күш жоғары бағытталуы керек — осыдан заряд таңбасын анықтаңыз.
Шығару жолы

Тамшы тыныштықта, демек ауырлық күші электр күшімен теңгерілген. Пластиналар арасындағы өріс біртекті, $E = U/d$, ол оң пластинадан теріс пластинаға — төмен қарай бағытталған. Электр күші жоғары, яғни өріске қарсы бағытталуы керек, сондықтан тамшының заряды теріс.

qE электр күші mg ауырлық күшін теңестіреді
qE электр күші mg ауырлық күшін теңестіреді

1. Тепе-теңдік шарты:

$$qE = mg \;\Rightarrow\; |q| = \frac{mg}{E} = \frac{mgd}{U}$$

2. Сандарды қоямыз:

$$|q| = \frac{2{,}4 \cdot 10^{-15} \cdot 10 \cdot 0{,}01}{500} = 4{,}8 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}$$

3. Электрондар саны:

$$N = \frac{|q|}{e} = \frac{4{,}8 \cdot 10^{-19}}{1{,}6 \cdot 10^{-19}} = 3$$

Тамшыда үш электрон артық.

Жауап

$q = -4{,}8 \cdot 10^{-19}$ Кл (теріс); үш электрон артық

Осы тараудағы есептер
Осы тараудағы симуляторлар
Тарау тізіміне оралу