Задачи › Энергия поля, электрическое давление

Заряженная капля

  1. Заряженная капля

    Ведомственная 2021/22, 11 кл.
    6/10

    Известно, что капля жидкости в невесомости принимает сферическую форму, обусловленную собственным поверхностным натяжением, величина которого определяется коэффициентом поверхностного натяжения \(\sigma\). В этом случае на единицу поверхности капли радиуса \(R\) действует сила \(P_L=2\sigma/R\) (лапласовское давление), направленная внутрь поверхности и перпендикулярная ей. Пусть теперь на каплю поместили заряд \(q\), равномерно распределённый по её поверхности. Найти минимальный объём капли \(V\), при котором она ещё сможет сохранять сферическую форму. Используя полученное выражение для \(V\), рассчитать \(V\) при \(\sigma=0{,}01\) Н/м и \(q^2=3\pi\varepsilon_0\) нКл. (Ответ округлить с точностью целой части [мм\(^{-3}\)] и записать без указания единиц измерений.)

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    На поверхность заряженной капли действует электрическое отталкивание, давление которого растёт при уменьшении радиуса. Сравните его с лапласовским давлением \(2\sigma/R\) и найдите критический радиус.

    Ответ

    \(6\) мм\(^{-3}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи