Question

Задача : Между пластинами плоского конденсатора на расстоянии 0,81 см от нижней пластины висит заряженная пылинка. Разность потенциалов на пластинах 300 В. Через сколько секунд пылинка упадет на нижнюю пластину, если разность потенциалов уменьшить на 60 В? g=10 м/с²

Answer 1

Дано:
s=0,81 см=0.0081 м
U₁=300 В
ΔU=60 В
g=10 м/с²
Найти: t
Решение:
На пылинку действуют две силы.
Первая - силы тяжести
F₁=mg
Вторая - сила со стороны эл.поля
F₂=Eq
Формула напряженности поля плоского конденсатора
E=U/d
Тогда
F₂=Uq/d
В первом случае равнодействующая этих двух сил равна 0
F₁=F₂
mg=U₁q/d
Отсюда
q/d=mg/U₁
Во втором случае равнодействующая равна их разности. С учетом второго закона Ньютона
F=F₁-F₂
ma=mg-U₂q/d
ma=mg-U₂mg/U₁
a=g-U₂g/U₁
a=g(1-(U₁-ΔU)/U₁)=10(1-(300-60)/300)=2 (м/с²)
Формула пути при движении с места
s=at²/2
t²=2s/a=2*0.0081/2=0.0081 (c²)
t=0.09 c
Ответ: 0,09 с