Στο πείραμα μια σταγόνα λαδιού ακτίνας 1,64 m και πυκνότητα 0,851 GCM3 αναστέλλεται σε ένα θάλαμο όταν το ηλεκτρικό πεδίο προς τα κάτω προς τα κάτω προς τα κάτω προς τα κάτω το ηλεκτρικό πεδίο 1.92105 NC Εφαρμοσμένη φόρτιση εύρεσης φόρτισης με όρους e;
Κατανόηση των αρχών
* Ισορροπία δυνάμεων: Η πτώση του πετρελαίου αναστέλλεται, που σημαίνει ότι η ανοδική ηλεκτρική δύναμη στην φορτισμένη σταγόνα ισορροπείται από τη βαρυτική δύναμη προς τα κάτω.
* Ηλεκτρική δύναμη: Η ηλεκτρική δύναμη σε ένα φορτισμένο σωματίδιο σε ένα ηλεκτρικό πεδίο δίνεται από F =QE, πού:
* F είναι η ηλεκτρική δύναμη
* Q είναι το φορτίο στο σωματίδιο
* Ε είναι η δύναμη του ηλεκτρικού πεδίου
* βαρυτική δύναμη: Η βαρυτική δύναμη σε ένα αντικείμενο δίνεται από F =MG, πού:
* F είναι η βαρυτική δύναμη
* m είναι η μάζα του αντικειμένου
* Το G είναι η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (περίπου 9,8 m/s²)
Βήματα για την επίλυση
1. Υπολογίστε τον όγκο της πτώσης λαδιού:
* V =(4/3) πr³, όπου r είναι η ακτίνα (1,64 m)
* V ≈ 1,84 x 10⁻⁵ m³
2. Υπολογίστε τη μάζα της πτώσης λαδιού:
* M =ρΒ, όπου ρ είναι η πυκνότητα (0,851 g/cm3 =851 kg/m³)
* M ≈ 1,56 x 10⁻² kg
3. Εξισορρόπηση των ηλεκτρικών και βαρυτικών δυνάμεων:
* qe =mg
4. Επίλυση για το φορτίο (q):
* q =(mg) / e
* Q ≈ (1,56 x 10⁻² kg * 9,8 m/s²)/(1,92 x 10⁵ n/c)
* Q ≈ 8.01 x 10⁻⁸ c
5. Εκφράστε τη χρέωση από την άποψη του 'e':
* Το στοιχειώδες φορτίο, 'e', είναι περίπου 1,602 x 10⁻⁹ ⁹ C.
* Διαχωρίστε την υπολογιζόμενη φόρτιση από τη στοιχειώδη χρέωση:
* q / e ≈ (8.01 x 10⁻⁸ c) / (1.602 x 10⁻ ⁹ c) ≈ 5.00 x 10¹
Επομένως, η φόρτιση στην πτώση λαδιού είναι περίπου 5,00 x 10¹ φορές το στοιχειώδες φορτίο 'e'.
Σημαντική σημείωση: Η απάντηση είναι εξαιρετικά μεγάλη, υποδεικνύοντας ότι το υπολογιζόμενο φορτίο είναι πιθανό να μην είναι ακριβής. Το πείραμα πτώσης πετρελαίου ασχολείται τυπικά με τις χρεώσεις της διαταγής μερικών. Είναι πιθανό ότι υπάρχει σφάλμα στις συγκεκριμένες πληροφορίες (ακτίνα, πυκνότητα ή ηλεκτρικό πεδίο).
