Question

[Hoàng Đức Long]

Giữa hai bản kim loại đặt song song, nằm ngang, tích điện bằng nhau, trái dấu có một điện áp U 1 = 1000 V . Khoảng cách giữa 2 bản tụ là d = 1 cm. Ở chính giữa 2 bản có 1 giọt thủy ngân nằm lơ lửng. Đột nhiên, điện áp giữa hai bản giảm xuống chỉ còn là  U 2 = 995 V, cho g = 10 m / s 2 . Sau thời gian bao lâu giọt thủy ngân rơi đến bản dưới?

Answer 1

[Vũ Thành Nam]

Khi điện áp 2 bản là U1

Điều kiện cân bằng của giọt thủy ngân là: F 1 = P       

⇔ q E 1 = m g ⇔ q = m g E 1 = m g U 1 d = m g d U 1   (1)        

Khi giảm điện áp giữa 2 bản tụ còn U 2 :

Hợp lực của F 2 →  và P →  ( P > F 2 ) truyền cho giọt thủy ngân một  gia tốc làm cho giọt thủy ngân chuyển động có gia tốc xuống dưới.

Phương trình định luật II Niu tơn: F 2 →  + P → = m a →   ⇒ P − q E 2 = m a

⇒ m g − q U 2 d = m a                                            (2)

Ta lại có: d 2 = 1 2 a t 2 ⇒ t = d a                            (3)

Từ (1) thay vào (2) có: m g − m g d U 1 . U 2 d = m a ⇔ g − g U 2 U 1 = a ⇒ a = g ( 1 − U 2 U 1 ) .

Thay vào (3) ta có: t = d g ( 1 − U 2 U 1 ) . Thay số ta được: t = 0,45(s).