23. Положительно заряженная пылинка находится в равновесии между двумя горизонтально расположенными металлическими пластинами (рис. 113, а). Как заряжены эти пластины? Изобразите силы, действующие на пылинку. Чему равна действующая на нее электрическая сила, если масса пылинки 10⁻¹⁰ г?

Раз пылинка заряжена положительно и находится в равновесии между двумя горизонтальными пластинами, то верхняя пластина должна быть заряжена положительно, а нижняя – отрицательно. Таким образом, электрическая сила, действующая на пылинку, направлена вверх и уравновешивает силу тяжести, действующую вниз.

Для изображения сил на рисунке следует нарисовать пылинку между двумя пластинами, затем стрелку, направленную вверх (электрическая сила, $$F_e$$), и стрелку, направленную вниз (сила тяжести, $$F_g$$). Длина стрелок должна быть примерно одинаковой, поскольку пылинка находится в равновесии.

Чтобы найти электрическую силу, действующую на пылинку, необходимо приравнять ее к силе тяжести: $$F_e = F_g = mg$$, где $$m$$ – масса пылинки, $$g$$ – ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²).

Сначала переведем массу пылинки из граммов в килограммы: $$m = 10^{-10} \text{ г} = 10^{-10} \times 10^{-3} \text{ кг} = 10^{-13} \text{ кг}$$.

Теперь вычислим электрическую силу: $$F_e = 10^{-13} \text{ кг} \times 9.8 \text{ м/с}^2 = 9.8 \times 10^{-13} \text{ Н}$$.

Ответ: Верхняя пластина заряжена положительно, нижняя – отрицательно. Электрическая сила, действующая на пылинку, равна $$9.8 \times 10^{-13} \text{ Н}$$.