Тип 23 № 16337

Для решения задачи заметим, что на положительно каплю будут действовать две силы: сила тяжести $F_\text{тяж}=m\vec{g}$, направленная вертикально вниз, и сила со стороны электрического поля $F_\text{эл}=q\vec{E}$, причём, чтобы капля находилась в равновесии она должна быть направлена вертикально вверх. Тогда для капли находящийся в равновесии справедливо: $$\vec{F_\text{тяж}}+\vec{F_\text{эл}}=0$$ И в проекции на вертикальную ось: $$F_\text{тяж}-F_\text{эл}=0\Rightarrow mg=qE$$ Тогда зная, что капля находится в конденсаторе, можно сделать вывод о том, что электрическое поле является однородным, а значит напряжённость этого поля можно найти по формуле $E=\frac{U}{d}$. Помимо этого, массу кали можно найти по формуле $m=\rho V$. Таким образом получим уравнение: $$\rho Vg=\frac{qU}{d}$$ Откуда можем найти искомый заряд капли: $$q = \frac{\rho g V d}{U} = \frac{13600 \cdot 10 \cdot 2 \cdot 10^{-18} \cdot 0.02}{10^3} = 5.44 \cdot 10^{-18} \, \text{Кл}$$

Ответ: $q = 5.44 \cdot 10^{-18} \, \text{Кл}$