Задача 2. Отрицательно заряженная пылинка массой 2 мг медленно падает, приближаясь к пластине, расположенной горизонтально. Заряд пластины можно изменять. 1. Что необходимо сделать, чтобы остановить падение пылинки?

2. Заставить двигаться вверх?

3. Чему равна электрическая сила, при действии которой пылинка остановится?

так как картон однородный, то его плотность и толщина по всему листу одинакова. тогда масса пластинки равна

m=ρv=ρsh

m1/m2=ρ1s1h1/(ρ2s2h2)=s1/s2

сначала необходимо взвесить пластинку со стороной 3 см, а ее площадь 3 х 3=9 см2

зная массу и площадь пластинки s1, m1

можно измеряя массу пластин любой формы определить ее площадь

s2=(m2 х s1)/m1

f1=k  q1q2/r².так как среда вакуум,то k=1.f1=q1q2/r².из этой формулы находим на каком были заряды до взаимодействия.r=√q1q2/f1.

r=√6×2/1,2=√10 м.после их взаимодействия (после того как их соединили) заряды распространять поровну (так как их размеры одинаковы),то есть 6+(-2).2=4/2=2 кл.значит после взаимодействия f2=q1q2/r²=2×2/10=4/10=0.4 h.

1) при изобарном нагревании: a = p*(v2 - v1) = nr(t2 - t1), где   n - количество вещества.

при изобарном охлаждении а = - nr(t1-t2) - работа отрицательная (над газом совершается работа. 

2) rm1 + cm1(100-x) = cm2(x-15) - уравнение теплового , r - удельная теплота конденсации(парообразования), м1 - масса пара, м2 - масса воды, с - теплоемкость воды, х - искомая температура.

отсюда находим х:

x = (0,2*27,2*10^5   -   15*4200*1,5) / (4200*1,7) =   63 c

ответ: 63 с.

3) емкость плоского конденсатора с = ее0s/d.

так как расстояние увеличили в 3 раза, емкость с уменьшилась в три раза.   по определению емкости:

с = q/u, где q - заряд на обкладке, u - напряжение.

а) если конденсатор отключили от источника напряжения, то заряд его останется неизменным, но так как с уменьшилась в 3 раза - напряжение увеличится в 3 раза.

б) если конденсатор остался подключенным к источнику, то неизменным осталось напряжение, а заряд - уменьшится в 3 раза. 

t1 = 273 + 25 = 298 k

t2 = 273 + 85 = 358 k

так как е = (3kt)/2, то отношение энергий пропорционально отношению температур (по кельвину):

е2/е1   =   т2/т1 = 358/298 = 1,2.

ответ: увеличилась в 1,2 раза.