2017-07-12
Незаряженный металлический цилиндр вращается вокруг своей оси с постоянной угловой скоростью $\omega = 2 \cdot 10^{3} рад/с$. Найдите напряженность электрического поля в цилиндре на расстоянии $r = 1 см$ от его оси. Заряд электрона равен $e = 1,6 \cdot 10^{-19} Кл$, масса $m = 0,9 \cdot 10^{-30} кг$.
Решение:
Металлический цилиндр является проводником. Переносчиком заряда в нем служат свободные электроны. При вращении цилиндра эти электроны удерживаются на определенном расстоянии $r$ от оси цилиндра, так как на них действует кулоновская сила $F_{K}$, величина которой пропорциональна напряженности электрического поля в этой точке, т.е. $F_{K} = eE$.
Из уравнения динамики для вращающегося электрона:
$m \omega^{2} R = eE$
следует, что $E = \frac{m \omega^{2}R}{e} \approx 2,25 \cdot 10^{-7} В/м$.