Сила гравитационного притяжения двух водяных,одинаково заряженных капель радиусом 0,1 мм уравновешивается силой кулоновского отталкивания. определить заряд капель

21 Фев 2020 в 19:41
173 +1
0
Ответы
1

Для определения заряда капель воспользуемся формулами для силы гравитационного притяжения и силы кулоновского отталкивания.

Сила гравитационного притяжения:
Fg = G (m1 m2) / r^2

где Fg - сила гравитационного притяжения,
G - постоянная гравитации,
m1 и m2 - массы капель,
r - расстояние между каплями.

Сила кулоновского отталкивания:
Fe = k (q1 q2) / r^2

где Fe - сила кулоновского отталкивания,
k - постоянная Кулона,
q1 и q2 - заряды капель.

Условие уравновешивания сил:
Fg = Fe

G (m1 m2) / r^2 = k (q1 q2) / r^2

Так как массы капель одинаковые, то m1 = m2 = m.

G m^2 / r^2 = k q^2 / r^2

m^2 = (k * q^2) / G

m = sqrt((k * q^2) / G)

Для уравновешивания сил будем полагать, что G = 6.67 10^-11 Н м^2 / кг^2, k = 8.99 10^9 Н м^2 / Кл^2.

После подстановки значений постоянных получим:

m = sqrt((8.99 10^9 q^2) / 6.67 * 10^-11)

m = sqrt(1.348 10^20 q^2)

m = 1.16 10^10 q

Так как радиус капель равен 0,1 мм, то их масса m будет равна массе равномерной сферы с радиусом 0,1 мм и плотностью воды.

m = (4/3) π r^3 * ρ

где ρ - плотность воды (1000 кг/м^3).

Подставим значения и найдем массу m:

m = (4/3) π (0.1 10^-3)^3 1000 = 4.19 * 10^-14 кг

Подставим значение массы m в уравнение m = 1.16 10^10 q и найдем заряд капель:

4.19 10^-14 = 1.16 10^10 * q

q = 4.19 * 10^-24 Кл

Ответ: Заряд капель равен 4.19 * 10^-24 Кл.

18 Апр 2024 в 16:57
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир