21. Молекулярная физика - электродинамика: качественная задача: #207085

Электростатическая индукция.
Верхняя пластина $(-Q)$ создает поле $E$
В шарике и нижней пластине индуцируются заряды:
$$ \text{Шарик: } +q $$ $$ \text{Нижняя пластина: } -q \text{ (уходит в землю)} $$
Начальное движение вверх.
Сила Кулона:
$$ F_E = qE $$ Условие отрыва: $$ qE > mg $$Ускорение: $$ a = \frac{qE- mg}{m} $$
Касание верхней пластины.
Шарик приобретает заряд $-q.$
Сила отталкивания:
$$ F_E = \frac{kq^2}{d^2} $$
Падение вниз.
Ускорение:$$ a = \frac{qE + mg}{m} $$
Циклическое движение.
Время подъема/падения:
$$ t = \sqrt{\frac{2d}{a}} $$Частота колебаний: $$ f = \frac{1}{2t} $$
Ответ:
Шарик совершает периодические колебания между пластинами:
1. Разгон вверх (притяжение к $-Q$).
2. Отскок от верхней пластины (приобретение $-q$).
3. Падение вниз (отталкивание от $-Q$).
4. Повторение цикла.