В момент отрыва капли m0*g=сигма*pi*d
Масса капли m0=сигма*pi*d/g=30*10^-3*3,14*2*10^-3/10=18,84*10^-6 кг
Масса капель m=m0*N=18,84*10^-6*100=18,84*10^-4 кг
V=m/p=18,84*10-4/900=2*10^-6 м3
Используем принцип суперпозиции полей для нахождения напряженности
вектор Е = вектор Е₁ + вектор Е₂
исходя из чертежа модуль напряженности равен Е = Е₁ + Е₂
E₁ = k*q₁/r₁² = 9*10⁹ Н*м²/Кл² * 4*10⁻⁹ Кл / 9*10⁻⁴ м² = 4*10⁴ В/м
E₂ = k*q₂/r₂² = 9*10⁹ Н*м²/Кл² * 12*10⁻⁹ Кл / 36*10⁻⁴ м² = 3*10⁴ В/м
Е = 4*10⁴ В/м + 3*10⁴ В/м = 7*10⁴ В/м = 70 кВ/м, вектор Е направлен в сторону заряда q₁
Потенциал системы зарядов равен алгебраической сумме потенциалов каждого из зарядов
φ = φ₁ + φ₂
φ₁ = k*q₁/r₁ = 9*10⁹ Н*м²/Кл² * (- 4*10⁻⁹ Кл) / 3*10⁻² м = - 12*10² В
φ₂ = k*q₂/r₂ = 9*10⁹ Н*м²/Кл² * 12*10⁻⁹ Кл / 6*10⁻² м = 18*10² В
φ = - 12*10² В + 18*10² В = 6*10² В = 600 В
q=<span>17·10-9 Кл</span>
q"=<span>4·10-9 Кл</span>
r1=<span>0,5 м</span>
r2=<span>0,05 м</span>
<span>E1=kq/r1^2 (1)</span>
<span>E2=kq/r2^2 (2)</span>
<span>k=9*10^9 Нм2/Кл2</span>
Работа будет равна изменению потенциальной энергии заряда q"
<em>поле неоднородное</em>
А=-(W2-W1) (3)
W=qEr
подставим (1), (2) в (3)
A=-q"E1r1-q"E2r2=-q"(E1r1-E2r2)=-q"( kq/r1^2*r1 -kq/r2^2*r2)=-kq"q (1/r1-1/r2)
подставим численные значения
А=-9*10^9*17*10^-9*4*10^-9*(1/0.5-1/0.05)=0.000011016=0.11*10^-4 Дж
-------------------
можно побыстрее через интеграл
А=∫F*dr=∫ kq"q/r^2*dr=kq"q*∫1/r^2*dr=kq"q*1/r│(r=0.5;0.05)
ответ тот же
W = mgh
W = 50 * 10 * 12 = 6000 J
<span>Кпд = 6000 / x = 90%
</span>x = 6667J