Какое расстояние в сантиметрах пройдет заряд, двигаясь от одной пластины в направлении другой, если между пластинами

Для решения данной задачи воспользуемся формулой для работы электрического поля \(W = q \cdot U\), где:
\(W\) - работа,
\(q\) - заряд,
\(U\) - напряжение.

Также воспользуемся формулой для работы электрического поля на заряд \(W = \Delta E_k\), где:
\(\Delta E_k\) - изменение кинетической энергии заряда.

Так как работа электрического поля средней силы равна изменению кинетической энергии заряда, то можно записать формулу: \(W = q \cdot U = \Delta E_k\).

Зная начальную кинетическую энергию заряда \(\Delta E_k\), можно выразить заряд \(q\): \(q = \frac{{\Delta E_k}}{{U}}\).

Далее, мы можем воспользоваться формулой для работы поля средней силы, чтобы выразить работу поля: \(W = F \cdot s\), где \(F\) - сила взаимодействия, а \(s\) - перемещение заряда.

Так как сила взаимодействия равна силе тяжести заряда (\(F = mg\)), а перемещение заряда равно расстоянию между пластинами воздушного конденсатора (\(s = 3 \, см\)), то получаем формулу: \(W = m \cdot g \cdot s\).

Так как работа поля средней силы равна изменению кинетической энергии заряда, то мы можем выразить массу заряда \(m\): \(m = \frac{{\Delta E_k}}{{g \cdot s}}\), где \(g\) - ускорение свободного падения, примем \(g = 9.8 \, м/с^2\).

Итак, подставим известные значения в формулу:
\(m = \frac{{1.5 \cdot 10^{-6} \, Дж}}{{9.8 \, м/с^2 \cdot 3 \, см}} = \frac{{1.5 \cdot 10^{-6} \, Дж}}{{0.294 \, м/с^2}} \approx 5.10 \cdot 10^{-6} \, кг\).

Теперь, зная массу заряда \(m\), можем выразить работу поля средней силы:
\(W = m \cdot g \cdot s = 5.10 \cdot 10^{-6} \, кг \cdot 9.8 \, м/с^2 \cdot 0.03 \, м = 0.01494 \, Н \cdot м = 0.01494 \, Дж\).

Далее, подставим значение работы поля средней силы \(W\) и напряжение \(U\) в формулу, чтобы найти заряд \(q\):
\(q = \frac{{\Delta E_k}}{{U}} = \frac{{0.01494 \, Дж}}{{600 \, В}} = 2.49 \cdot 10^{-5} \, Кл\).

Наконец, чтобы найти расстояние в сантиметрах, пройденное зарядом, воспользуемся формулой для силы на заряд в электрическом поле (\(F = q \cdot E\)), где \(E\) - напряженность электрического поля.

Напряженность электрического поля можно определить как отношение напряжения \(U\) к расстоянию между пластинами \(d\): \(E = \frac{{U}}{{d}}\).

Тогда, выразим силу на заряд и определим расстояние \(x\) в сантиметрах:
\(F = q \cdot E = q \cdot \frac{{U}}{{d}} = 2.49 \cdot 10^{-5} \, Кл \cdot \frac{{600 \, В}}{{0.03 \, м}} = 0.498 \, Н\).

Сила на заряд равна произведению массы заряда на ускорение свободного падения (\(F = m \cdot g\)):
\(0.498 \, Н = 5.10 \cdot 10^{-6} \, кг \cdot g\).

Выразим расстояние \(x\):
\(x = \frac{{0.498 \, Н}}{{5.10 \cdot 10^{-6} \, кг}} = 97.6 \, м \approx 9760 \, см\).

Таким образом, заряд пройдет расстояние равное 9760 сантиметров.