Конденсатор состоят из двух неподвижных, вертикально расположенных, параллельных, разноименно заряженных пластин. Пластины расположены на расстоянии d = 4 см друг от друга. Напряженность поля внутри конденсатора равна Между пластинами на равном расстоянии от них помещен шарик с зарядом
и массой m = 0,1 г. После того как шарик отпустили, он начинает падать и ударяется об одну из пластин. На какую величину
уменьшится высота, на которой находится шарик, к моменту его удара об одну из пластин?
Однородное электрическое поле между вертикальными пластинами конденсатора имеет напряженность, вектор которой направлен горизонтально от положительной к отрицательной пластине. На заряженный шарик электрическое поле действует силой вектор которой сонаправлен с вектором напряженности, так как заряд шарика положительный.
В вертикальном направлении на шарик действует сила тяжести mg, направленная вертикально вниз.
Рассмотрим движение шарика под действием двух этих сил. По второму закону Ньютона проекция на ось Ox равна
При равноускоренном движении без начальной скорости где t — время падения шарика до удара об одну из пластин, причем
так как по условию шарик находился на равном расстоянии от пластин.
Под действием силы тяжести шарик движется с ускорением свободного падения. Поэтому перемещение шарика в вертикальном направлении равно
Объединяя уравнения, находим вертикальное смещение шарика:
Ответ:

