$\mathbf{a})$

 Uzasadnienie: 

Naszym zadaniem jest określenie jak była naelektryzowana rurka.

Skoro Weritka naelektryzowała pasek folii ujemnie, a pasek utrzymywał się w powietrzu dzięki oddziaływaniu rurki, to rurka musiała być naelektryzowana tak samo aby odpychać pasek folii. Ładunki jednoimienne (ujemny pasek folii i ujemna rurka) będą się odpychać, co pozwala utrzymać pasek w powietrzu.

Odpychanie dwóch ciał o tym samym ładunku wytworzy siłę skierowaną w górę, która może zrównoważyć siłę ciężkości działającą na pasek folii, co pozwala mu lewitować.

 Odpowiedź: 

Rurka była naelektryzowana ujemnie

 

$\mathbf{b})$

Dane:

▶ masa paska: $m=1\text{mg}=0,001\text{g}=0,000001\text{kg}$.

Rozwiązując to zadanie skorzystamy również z:

▶ wartość przyspieszenia ziemskiego: $g=10\frac{\text{m}}{{\text{s}}^2}$.

Szukane:

▶ wartość siły, którą rurka działa na pasek: $F=?$

Rozwiązanie:

Naszym zadaniem jest obliczenie wartości siły, którą rurka działała na pasek.

Aby obliczyć siłę, którą rurka działa na pasek folii, skorzystamy z faktu, że siła elektrostatyczna równoważy siłę ciężkości (ponieważ pasek nie porusza się - I zasada dynamiki). Oznacza to, że siła ciężkości i siła elektrostatyczna są równe. Możemy zatem obliczyć wartość siły ciężkości i tym samym będziemy mieli wartość siły z jaką rurka działa na pasek. 

Wartość siły ciężkości możemy obliczyć za pomocą wzoru:

$F_c=mg$ 

gdzie:

$F_c$ - wartość siły ciężkości,

$m$ - masa ciała, 

$g$ - wartość przyspieszenia ziemskiego. 

Podstawiamy i obliczamy:

$F_c=0,000001\text{kg}\cdot 10\frac{\text{m}}{{\text{s}}^2}=0,00001\text{N}$

Pamiętamy, że 

$F=F_c$

Zatem po podstawieniu:

$F=0,00001\text{N}$

Odpowiedź: Rurka działała na pasek siła równą 0,00001 N.