Trong vùng không gian giữa hai tấm kim loại phẳng, tích điện trái dấu nhau và cách nhau một đoạn d = 5 cm có một hạt bụi kim loại tích điện âm, khối lượng m=2.10 −6 g đang lơ lửng tại vị trí cách đều hai tấm kim loại như Hình 13.5. Biết rằng hiệu điện thế giữa hai tấm kim loại khi đó là U=1000 V. Nếu hiệu điện điện thế đột ngột giảm đến giá trị U′=850 V, hạt bụi kim loại sẽ chuyển động về tấm nào? Sau bao lâu thì hạt bụi này chạm đến một trong hai tấm kim loại nói trên? Lấy g=9,8 m/s 2
Hạt bụi kim loại lơ lửng nên trọng lực cân bằng với lực điện
Khi U=1000 V, vì hạt bụi kim loại lơ lửng nên trọng lực cân bằng với lực điện. Khi đó, bản tích điện dương sẽ ở trên và bản tích điện âm sẽ ở dưới. Ta có: \({F_d} = P \Rightarrow |q|E = mg \Rightarrow |q| = \frac{{mg}}{E} = \frac{{mgd}}{U} = \frac{{({{2.10}^{ - 9}}).9,8.({{5.10}^{ - 2}})}}{{{{2.10}^{ - 9}}}} = 1,47\;m/{s^2}\)
Thời gian hạt bụi kim loại chuyển động đến khi gặp bản âm là:
\(t = \sqrt {\frac{{2s}}{a}} = \sqrt {\frac{{2.(2,{{5.10}^{ - 2}})}}{{1,47}}} \approx 0,18s\)