Παράδειγμα 8

Δύο παράλληλες επίπεδες μεταλλικές πλάκες διατηρούνται κατακόρυφες και αντικριστές. Οι πλάκες έχουν φορτιστεί με ετερώνυμα, απολύτως ίσα, ηλεκτρικά φορτία και απέχουν απόσταση l = 5 cm. Ανάμεσα τους υπάρχει διαφορά δυναμικού VAB = 40V.

Α. Πόσο είναι το μέτρο της έντασης του ομογενούς ηλεκτροστατικού πεδίου ανάμεσα στις πλάκες; Β. Πολύ κοντά στη θετική πλάκα τοποθετείται μικρό σώμα με μάζα m = 8 mg και φορτίο q = 8 mC. Να υπολογίσετε το μέτρο της δύναμης και το μέτρο της επιτάχυνσης του σώματος. Γ. Να υπολογίσετε το έργο της ηλεκτροστατικής δύναμης μέχρι να φτάσει το σώμα στην αρνητική πλάκα. Δ. Να υπολογίσετε το χρονικό διάστημα που χρειάζεται, για να καλύψει την παραπάνω διαδρομή και το μέτρο της ταχύτητας του στο τέλος της διαδρομής. Ε. Να υπολογίσετε τη μεταβολή της κινητικής ενέργειας του μικρού σώματος στη διαδρομή του από τη μία πλάκα στην άλλη και να τη συγκρίνετε με το έργο της ηλεκτροστατικής δύναμης. Θα υποθέσετε ότι η μόνη δύναμη που ασκείται στο σώμα είναι η δύναμη από το ηλεκτροστατικό πεδίο.