Номер 80, страница 272 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Задачи и упражнения - номер 80, страница 272.

Условие.

80. Положительно заряженная пылинка находится в равновесии между двумя горизонтально расположенными металлическими пластинами (рис. 4, а). Как заряжены эти пластины? Изобразите силы, действующие на пылинку. Чему равна действующая на неё электрическая сила, если масса пылинки $10^{-10}$ г?

Решение.

Как заряжены эти пластины?

На положительно заряженную пылинку действуют две основные силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз, и электрическая сила со стороны пластин. Поскольку пылинка находится в равновесии, эти силы должны уравновешивать друг друга. Следовательно, электрическая сила должна быть направлена вертикально вверх, против силы тяжести. Направление электрической силы, действующей на положительный заряд, совпадает с направлением вектора напряженности электрического поля $ \vec{E} $. Значит, электрическое поле между пластинами направлено вверх. Так как силовые линии электрического поля направлены от положительного заряда к отрицательному, нижняя пластина должна быть заряжена положительно, а верхняя — отрицательно.

Ответ: нижняя пластина заряжена положительно, а верхняя — отрицательно.

Силы, действующие на пылинку

На пылинку действуют две силы:
1. Сила тяжести $ \vec{F_т} $, направленная вертикально вниз.
2. Электрическая сила $ \vec{F_э} $, направленная вертикально вверх.
Условие равновесия пылинки означает, что векторная сумма этих сил равна нулю: $ \vec{F_т} + \vec{F_э} = 0 $. В проекции на вертикальную ось это означает, что модули сил равны: $ F_т = F_э $.

Ответ: на пылинку действуют направленная вниз сила тяжести и равная ей по модулю, но направленная вверх электрическая сила.

Чему равна действующая на неё электрическая сила

Дано:

$ m = 10^{-10} $ г
$ g \approx 9,8 $ Н/кг

$ m = 10^{-10} \text{ г} = 10^{-10} \cdot 10^{-3} \text{ кг} = 10^{-13} \text{ кг} $

Найти:

$ F_э $ - ?

Решение:

Как было установлено, из условия равновесия следует, что модуль электрической силы $ F_э $ равен модулю силы тяжести $ F_т $:
$ F_э = F_т $
Сила тяжести вычисляется по формуле:
$ F_т = m \cdot g $
Подставим числовые значения:
$ F_э = 10^{-13} \text{ кг} \cdot 9,8 \text{ Н/кг} = 9,8 \cdot 10^{-13} \text{ Н} $

Ответ: $ 9,8 \cdot 10^{-13} $ Н.