Дано:
- Масса шарика m
- Заряд шарика q
- Расстояние между пластинами d
- Напряжение между пластинами U
Найти:
Тангенс угла отклонения нити от вертикали tan(α).
Решение:
1. На шарик действуют три силы: сила тяжести Fg, сила натяжения T и сила электростатического взаимодействия Fe.
Сила тяжести Fg вычисляется по формуле:
Fg = m * g,
где g ≈ 9,81 м/с^2.
2. Сила электростатического взаимодействия Fe вычисляется как:
Fe = q * E,
где E - напряженность электрического поля, которую можно выразить через разность потенциалов и расстояние между пластинами:
E = U / d.
Таким образом:
Fe = q * (U / d).
3. В состоянии равновесия тангенс угла отклонения нити может быть выражен через соотношение сил:
tan(α) = Fe / Fg.
Подставим известные выражения:
tan(α) = (q * (U / d)) / (m * g).
4. Упростим уравнение:
tan(α) = (q * U) / (m * g * d).
Ответ:
Тангенс угла отклонения нити от вертикали равен (q * U) / (m * g * d).