Какова минимальная сила, необходимая для удержания заряда, равного 200 микрокулонам на отрицательной пластине

Для начала, давайте обратимся к закону Кулона, который говорит, что сила взаимодействия между двумя заряженными частицами пропорциональна их зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Формула для расчета силы F между двумя заряженными телами:
\[F = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{r^2}}\]
где:
- F - сила взаимодействия между зарядами,
- k - постоянная электростатического взаимодействия (равная приблизительно \(9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\)),
- \(q_1\) и \(q_2\) - заряды двух взаимодействующих тел,
- r - расстояние между зарядами.

В данной задаче у нас есть одна отрицательная пластина с зарядом \(q = -200 \, \mu \text{Кл}\) и напряжением \(V = 50 \, \text{В}\). Так как пластина остается неподвижной, это означает, что сила притяжения между зарядами должна быть уравновешена как минимум силой, противодействующей этому притяжению.

Теперь мы можем использовать формулу:
\[F = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{r^2}}\]
заменив \(F\) силой притяжения, \(k\) константой, \(q_1\) и \(q_2\) зарядами и \(r\) расстоянием между зарядами.

Так как у нас есть только одна пластина, приравняем силу притяжения к силе, противодействующей ей:
\[\frac{{k \cdot q \cdot q_2}}{{r^2}} = \text{Сила противодействия}\]

Так как сила противодействия является неизвестной, обозначим ее как F".

Теперь мы можем переписать уравнение:
\[\frac{{k \cdot q \cdot q_2}}{{r^2}} = F"\]

Чтобы выразить неизвестную силу F", мы можем использовать известные значения заряда, напряжения и расстояния. Для этого изменим уравнение, чтобы выразить \(q_2\):
\[q_2 = \frac{{F" \cdot r^2}}{{k \cdot q}}\]

Теперь заменим известные значения: \(q = -200 \, \mu \text{Кл}\), \(V = 50 \, \text{В}\), \(r\) - расстояние между пластинами.

\[q_2 = \frac{{F" \cdot r^2}}{{k \cdot (-200 \times 10^{-6} \, \text{Кл})}}\]

Минимальная сила необходимая для удержания заряда равного 200 микрокулонам на пластине будет равна силе, которая нужна для противодействия силе притяжения между зарядами.

По мере того, как растет абсолютное значение заряда пластины, сила притяжения увеличивается.

Чтобы удерживать заряд неподвижным, сила противодействия должна быть не меньше силы притяжения. Поэтому минимальная сила, необходимая для удержания заряда, должна быть равной или больше силы притяжения.

Если я написал не понятно, я могу повторить или изменить ответ.