Итак, дано:
- Масса пылинки (m = 7 , \mu g = 7 \times 10^{-6} , g )
- Напряжённость поля ( E = 35 , kN/C = 35 \times 10^3 , N/C )
Для пылинки находящейся в равновесии, сумма всех сил, действующих на нее, должна равняться нулю. Мы знаем, что на нее действуют сила тяжести ( F_g ) и кулоновская сила электростатического поля ( F_{\text{Э}} ).
Сила тяжести ( F_g ) определяется как ( F_g = m \cdot g ), где ( g ) - ускорение свободного падения, равное приблизительно ( 9.8 , m/s^2 ).
Кулоновская сила электростатического поля ( F_{\text{Э}} = q \cdot E ), где ( q ) - заряд пылинки, а ( E ) - напряжённость поля.
Из условия равновесия:
[ F_g = F_{\text{Э}} ]
[ m \cdot g = q \cdot E ]
Подставляем известные значения:
[ 7 \times 10^{-6} , g \cdot 9.8 , m/s^2 = q \cdot 35 \times 10^3 , N/C ]
[ 7 \times 10^{-5} , N = 35 \times 10^3 , q ]
[ q = \frac{7 \times 10^{-5} , N}{35 \times 10^3} ]
[ q = \frac{7}{35} \times 10^{-5-3} , C ]
[ q = 0.2 \times 10^{-5} , C ]
[ q = 2 \times 10^{-6} , C ]
Итак, заряд пылинки равен ( 2 , \mu C ).