Вопрос школьника
Шарик радиусом R=2 см заряжается отрицательно до потенциала φ=2 кВ. Найти массу m всех электронов, составляющих заряд, сообщенный шарику
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу для потенциала шара с зарядом:
φ = k * Q / R,
где k — постоянная Кулона, Q — заряд шара, R — радиус шара.
Из этой формулы можно выразить заряд шара:
Q = φ * R / k.
Зная заряд шара, можно найти количество электронов, составляющих этот заряд. Заряд одного электрона равен -1,6 * 10^-19 Кл, поэтому количество электронов можно найти по формуле:
n = Q / (-1,6 * 10^-19).
Наконец, массу всех электронов можно найти, умножив количество электронов на массу одного электрона:
m = n * 9,1 * 10^-31.
Подставляя числовые значения, получаем:
Q = 2 * 10^3 * 2 * 10^-2 / 9 * 10^9 = 4,44 * 10^-10 Кл,
n = 4,44 * 10^-10 / (-1,6 * 10^-19) = 2,775 * 10^9,
m = 2,775 * 10^9 * 9,1 * 10^-31 = 2,52 * 10^-21 кг.
Таким образом, масса всех электронов, составляющих заряд, сообщенный шарику, равна 2,52 * 10^-21 кг.
