Маленький шарик с зарядом
и массой 3 г, подвешенный на невесомой нити с коэффициентом упругости 100 Н/м, находится между вертикальными пластинами плоского воздушного конденсатора. Расстояние между обкладками конденсатора 5 см. Какова разность потенциалов между обкладками конденсатора, если удлинение нити 0,5 мм?
Изобразим силы, действующие на шарик:
Шарик находится в равновесии, если выполняется условие По закону Гука модуль силы упругости
Сила, с которой электрическое поле действует на заряженное тело, равна по модулю
и сонаправлена с вектором напряженности, так как заряд тела положительный.
Проекция условия равновесия на координатные оси:
Ox:
Oy:
Объединяя уравнения, получаем:
Возведем оба равенства в квадрат и сложим их: откуда:
Напряженность электрического поля в конденсаторе:
Таким образом, напряжение между обкладками конденсатора:
Ответ:

