Dane:

$m=6,53\cdot {10}^{-14}\text{kg}$  

$E=2\cdot {10}^5\frac{\text{N}}{\text{C}}$  

$g=9,81\frac{\text{m}}{{\text{s}}^2}$

Rozwiązując to zadanie, skorzystamy również z:

▶ wartość ładunku elementarnego: $e=1,6\cdot {10}^{-19}\text{C}$.

Szukane:

$n=?$

Rozwiązanie:

Naszym zadaniem jest obliczenie, jaką całkowitą wielokrotnością $n$ ładunku elementarnego $e$ jest ładunek tej kropelki. Kropelka spoczywa, więc działające na nią siły muszą się równoważyć.

$F_e=F_g$

gdzie:

$F_e$   - wartość siły elektrycznej,

$F_g$   - wartość siły grawitacji.

Wyznaczmy wartości tych sił.

WARTOŚĆ SIŁY CIĘŻKOŚCI Wartość siły ciężkości możemy obliczyć za pomocą wzoru: $F_c=mg$  gdzie: $F_c$ - wartość siły ciężkości, $m$ - masa ciała,  $g$ - wartość przyspieszenia ziemskiego.

WARTOŚĆ SIŁY ELEKTRYCZNEJ Wartość siły elektrycznej działającej na naładowaną cząstkę w pewnym punkcie pola elektrycznego jednorodnego przedstawiamy wzorem: $F_e=qE$ gdzie: $F_e$ - wartość siły elektrycznej działającej na cząstkę w polu elektrycznym, $q$ - wartość ładunku znajdującego się w polu elektrycznym, $E$ - wartość natężenia jednorodnego pola elektrycznego.

Zatem:

$F_e=F_g$

$qE=mg|:E$  

$q=\frac{mg}{E}$

Wyznaczmy jaki ładunek miała ta cząstka:

$q=\frac{mg}{E}$  

gdzie:

$q$ - ładunek kropelki,

$m$ - masa kropelki,

$g$ - wartość przyspieszenia ziemskiego,

$E$ - wartość natężenia pola elektrycznego.

Podstawmy dane liczbowe:

$q=\frac{6,53\cdot {10}^{-14}\text{kg}\cdot 9,81\frac{\text{m}}{{\text{s}}^2}}{2\cdot {10}^5\frac{\text{N}}{\text{C}}}=$  

$=32,02965\cdot {10}^{-19}\text{C}$

Wyznaczmy jaką wielokrotnością ładunku elementarnego jest ładunek tej kropelki.

$n=\frac{q}{e}$

gdzie:

$n$ - wielokrotność ładunku elementarnego, jaką jest ładunek kropelki,

$e$ - wartość ładunku elementarnego.

Podstawiamy dane liczbowe:

$n=\frac{32,02965\cdot {10}^{-19}\text{C}}{1,6\cdot {10}^{-19}\text{C}}=$

$\approx 20$

Odpowiedź: Ładunek kropelki jest $20$ razy większy od wartości ładunku elementarnego.