Дано:
Масса пылинки m = 0,1 г = 0,1 * 10^(-3) кг,
заряд пылинки q = 0,5 мкКл = 0,5 * 10^(-6) Кл,
разность потенциалов V = 100 В.
а) Найдем знак заряда верхней пластины:
По условию, пылинка находится в равновесии, значит на нее действуют силы электрического поля и силы тяжести. Так как пылинка находится в равновесии, то сила электрического поля и сила тяжести равны по модулю и противоположны по направлению.
Сила тяжести: Fт = mg,
где g = 9,8 м/с² - ускорение свободного падения.
Сила электрического поля: Fэ = qE,
где E - напряжённость электрического поля между пластинами.
Так как силы равны по модулю, то mg = qE,
E = (mg) / q.
б) Найдем напряжённость поля между пластинами:
E = (0,1 * 10^(-3) * 9,8) / (0,5 * 10^(-6)) = 1,96 * 10^3 Н/Кл.
в) Найдем расстояние между пластинами:
Разность потенциалов между пластинами равна напряженности поля, умноженной на расстояние между пластинами: V = Ed,
d = V / E = 100 / (1,96 * 10^3) ≈ 0,051 м.
Ответ:
а) Знак заряда верхней пластины - положительный.
б) Напряжённость поля между пластинами равна 1,96 * 10^3 Н/Кл.
в) Расстояние между пластинами примерно 0,051 м.