Тип 23 № 16336

Для решения задачи заметим, что на положительно заряженную каплю будут действовать две силы: сила тяжести $F_\text{тяж}=m\vec{g}$, направленная вертикально вниз, и сила со стороны электрического поля $F_\text{эл}=q\vec{E}$, направленная вертикально вверх. Тогда по второй закон Ньютона: $$ma=mg-qE$$ И так как по условию задачи сказано, что скорость капли постоянна, то следовательно ускорение равно нулю и тогда в проекции на вертикальную ось: $$mg=qE$$ А так как капля находится в конденсаторе, то электрическое поле является однородным, а значит напряжённость этого поля можно найти по формуле $E=\frac{U}{d}$, таким образом получаем: $$qE=\frac{qU}{d}=mg$$ Откуда можем выразить искомое напряжение между пластинами: $$U=\frac{mgd}{q}=\frac{4\cdot10^{-6}\cdot10\cdot1\cdot10^{-2}}{8\cdot10^{-11}}=5\cdot10^3\,\text{В}$$ Ответ: $U =5\cdot10^3\,\text{В}$