2 つの水平面間で充電

ダウンロード鏡

互いに 5 mm の距離に位置し、異なる電荷を持つ 2 つの水平な帯電面の間に、質量 20 ナノグラムの油滴が平衡状態にあります。空気環境において面間の電位差が 2 kV のときの液滴上の過剰電子の数を測定する必要があります。

解決策のタスク:

油滴は平衡状態にあることが知られており、したがって油滴に作用する重力は平面間の電界の力に等しい。

油滴の質量: m = 20 ng = 20 × 10^-12 kg

プレーン間の電位差: U = 2 kV = 2 × 10^3 V

面間の距離：d = 5 mm = 5 × 10^-3 m

平面間の重力と電場の等しいことから、油滴の電荷を求めることができます。

mg = qE

ここで、g は重力加速度、q は油滴の電荷、E は平面間の電界強度です。

空気中での自由落下の加速度は g = 9.81 m/s^2 と見なされます。

プレーン間の電界強度は次のとおりです。

E = U/d

値を代入すると、次のようになります。

q = mg/E = (20 × 10^-12 kg × 9.81 m/s^2)/(2 × 10^3 V/5 × 10^-3 m) ≈ 8.19 × 10^-19 Cl

ドロップ上の過剰電子の数は次のようになります。

n = q/e

ここで、e は電子の素電荷です。

値を代入すると、次のようになります。

n = q/e = (8.19 × 10^-19 C)/(1.6 × 10^-19 C/el) ≈ 5.12

答え: 空気環境で面間の電位差が 2 kV の液滴上の過剰電子の数は約 5 です。実際には液滴上の過剰電子の数は、得られる答えが近似値であることに注意してください。整数でなくても構いません。

製品説明: デジタル製品

タイトル：「二つの水平面の間、帯電」

価格：販売者に確認してください

このデジタル製品は、静電気に関する科学論文です。この記事では、反対に帯電し、互いに 5 mm の距離にある 2 つの水平面間の平衡状態にある油滴の問題を考察しています。この記事では、適切な公式と法則を使用した問題の詳細な解決策、および計算式と答えの導出を提供します。解決策には、問題の状況を簡単に説明した記述が含まれているため、問題の本質をすぐに理解し、解決を始めることができます。解決策について質問がある場合は、いつでも記事の作成者に問い合わせてサポートを求めることができます。

商品説明：デジタル商品「水平面間、充電中」。この製品は、静電気をテーマとした科学論文であり、逆に帯電し、互いに 5 mm の距離にある 2 つの水平面の間で平衡状態にある油滴の問題を考察しています。この記事では、適切な公式と法則を使用した問題の詳細な解決策、および計算式と答えの導出を提供します。解決策には、問題の状況を簡単に説明した記述が含まれているため、問題の本質をすぐに理解し、解決を始めることができます。解決策について質問がある場合は、いつでも記事の作成者に問い合わせてサポートを求めることができます。製品の価格は販売者に確認されています。

***

製品説明：

教育および方法論的な教材は、静電気のトピックに関する解決策付きの問題の形式で販売されています。問題は、互いに 5 mm の距離に位置し、逆に帯電した 2 つの水平面の間に、平衡状態で 20 ナノグラムの重さの油滴が存在することです。媒体が空気の場合、液滴上の過剰電子の数と面間の電位差を見つける必要があります。

この問題を解決するには、静電気の法則、つまり電荷の相互作用を説明するクーロンの法則と電荷保存則が使用されます。液滴上の過剰電子の数を決定するには、液滴の半径、油の表面張力係数、重力加速度に依存する油滴の電荷を決定する公式が使用されます。次に、液滴の電荷と平面間の電位差がわかれば、液滴上の過剰電子の数を見つけることができます。

液滴上の過剰電子数を求める計算式は次のとおりです。

n = Q/e

ここで、n は液滴上の過剰電子の数、Q は液滴の電荷、e は電子の素電荷です。

答え：

ドロップ上の過剰電子の数は 2.05×10^8 です。

***