Pomiędzy dwiema poziomymi płaszczyznami naładowany

Pomiędzy dwiema poziomymi płaszczyznami naładowanymi, oddalonymi od siebie o 5 mm i posiadającymi różne ładunki, w równowadze znajduje się kropla oleju o masie 20 nanogramów. Konieczne jest określenie liczby nadmiarowych elektronów na kropli przy różnicy potencjałów między płaszczyznami wynoszącej 2 kV w środowisku powietrza.

Zadania rozwiązania:

Wiadomo, że kropla oleju znajduje się w równowadze, zatem siła ciężkości działająca na kroplę jest równa sile pola elektrycznego pomiędzy płaszczyznami.

Masa kropli oleju: m = 20 ng = 20 × 10^-12 kg

Różnica potencjałów między płaszczyznami: U = 2 kV = 2 × 10^3 V

Odległość między płaszczyznami: d = 5 mm = 5 × 10^-3 m

Z równości grawitacji i pola elektrycznego pomiędzy płaszczyznami możemy wyznaczyć ładunek kropli oleju:

mg = qE

gdzie g to przyspieszenie ziemskie, q to ładunek kropli oleju, E to natężenie pola elektrycznego pomiędzy płaszczyznami.

Przyjmuje się, że przyspieszenie swobodnego spadania w powietrzu wynosi g = 9,81 m/s^2.

Natężenie pola elektrycznego pomiędzy płaszczyznami wynosi:

E = U/d

Podstawiając wartości otrzymujemy:

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

Liczba nadmiarowych elektronów na kropli jest równa:

n = q/e

gdzie e jest ładunkiem elementarnym elektronu.

Podstawiając wartości otrzymujemy:

n = q/e = (8,19 × 10^-19 C)/(1,6 × 10^-19 C/el) ≈ 5,12

Odpowiedź: liczba nadmiarowych elektronów na kropelce przy różnicy potencjałów między płaszczyznami 2 kV w środowisku powietrznym wynosi około 5. Należy zauważyć, że uzyskana odpowiedź jest przybliżona, ponieważ w rzeczywistości liczba nadmiarowych elektronów na kropli nie może być liczbą całkowitą.

Opis produktu: Produkt cyfrowy

Tytuł: „Pomiędzy dwiema poziomymi płaszczyznami, naładowany”

Cena: sprawdź u sprzedawcy

Ten produkt cyfrowy jest artykułem naukowym na temat elektrostatyki. W artykule rozpatrzono problem kropli oleju w równowadze pomiędzy dwiema płaszczyznami poziomymi, naładowanymi przeciwnie i oddalonymi od siebie o 5 mm. W artykule przedstawiono szczegółowe rozwiązanie problemu z wykorzystaniem odpowiednich wzorów i praw, a także wyprowadzenie wzoru obliczeniowego i odpowiedzi. Rozwiązanie dostarczane jest z krótkim opisem uwarunkowań problemu, co pozwala szybko zapoznać się z istotą problemu i przystąpić do jego rozwiązywania. Jeśli masz pytania dotyczące rozwiązania, zawsze możesz skontaktować się z autorem artykułu w celu uzyskania pomocy.

Opis produktu: Produkt cyfrowy „Pomiędzy dwiema poziomymi płaszczyznami, naładowany”. Produkt ten jest artykułem naukowym na temat elektrostatyki, który porusza problem kropli oleju znajdującej się w równowadze pomiędzy dwiema poziomymi płaszczyznami, przeciwnie naładowanymi i znajdującymi się w odległości 5 mm od siebie. W artykule przedstawiono szczegółowe rozwiązanie problemu z wykorzystaniem odpowiednich wzorów i praw, a także wyprowadzenie wzoru obliczeniowego i odpowiedzi. Rozwiązanie dostarczane jest z krótkim opisem uwarunkowań problemu, co pozwala szybko zapoznać się z istotą problemu i przystąpić do jego rozwiązywania. Jeśli masz pytania dotyczące rozwiązania, zawsze możesz skontaktować się z autorem artykułu w celu uzyskania pomocy. Cena produktu jest potwierdzana ze sprzedawcą.

***

Opis produktu:

Materiały dydaktyczno-metodyczne sprzedawane są w formie zadania z rozwiązaniem na temat elektrostatyki. Problem w tym, że pomiędzy dwiema poziomymi płaszczyznami, oddalonymi od siebie o 5 mm i naładowanymi przeciwnie, znajduje się w równowadze kropla oleju o masie 20 nanogramów. Należy znaleźć liczbę nadmiarowych elektronów na kropli i różnicę potencjałów między płaszczyznami, jeśli ośrodkiem jest powietrze.

Aby rozwiązać problem, wykorzystuje się prawa elektrostatyki, a mianowicie prawo Coulomba, które opisuje oddziaływanie ładunków, oraz prawo zachowania ładunku. Aby określić liczbę nadmiarowych elektronów w kropli, stosuje się wzór na określenie ładunku kropli oleju, który zależy od promienia kropli, współczynnika napięcia powierzchniowego oleju i przyspieszenia ziemskiego. Następnie, znając ładunek kropli i różnicę potencjałów pomiędzy płaszczyznami, można znaleźć liczbę nadmiarowych elektronów na kropli.

Wzór obliczeniowy pozwalający określić liczbę nadmiarowych elektronów w kropli jest następujący:

n = Q/e

gdzie n to liczba nadmiarowych elektronów na kropli, Q to ładunek kropli, e to elementarny ładunek elektronu.

Odpowiedź:

Liczba nadmiarowych elektronów na kropli wynosi 2,05×10^8.

***

1. Produkt cyfrowy to wygoda i oszczędność czasu, mogę go otrzymać błyskawicznie, bez wychodzenia z domu.
2. Cenię sobie jakość produktu cyfrowego, ponieważ nie zużywa się i nie wymaga konserwacji.
3. Duży wybór produktów cyfrowych pozwala mi znaleźć dokładnie to, czego potrzebuję, o każdej porze dnia.
4. Produkt cyfrowy to szybki i wygodny sposób dostępu do potrzebnych mi informacji.
5. Produkty cyfrowe cenię za ich przystępność, są tańsze od swoich fizycznych odpowiedników.
6. Produkt cyfrowy to prosty i wygodny sposób na podarowanie prezentu bliskim, przyjaciołom czy współpracownikom.
7. Jestem zadowolony z produktu cyfrowego, ponieważ jest on chroniony przed utratą lub uszkodzeniem, w przeciwieństwie do kopii fizycznych.