Hai quả cầu kim loại nhỏ có cùng kích thước, cùng khối lượng \(90{\rm{\;g}}\), được treo vào cùng một điểm bằng hai sợi \({\rm{a}}.\)dây mảnh cách điện có cùng chiều dài \(1,5{\rm{\;m}}\). Truyền cho mỗi quả cầu một điện tích \(2,4 \cdot {10^{ - 7}}{\rm{C}}\) thì chúng đẩy nhau ra xa tới lúc cân bằng thì hai điện tích cách nhau một đoạn  Coi góc lệch của hai sợi dây so với phương thẳng đứng là rất nhỏ. Độ lớn của a là bao nhiêu? Lấy \({\rm{g}} = 10{\rm{\;m}}/{{\rm{s}}^2}\).

a. Chiều của điện trường chính là chiều giảm của điện thế nên chiều điện trường \({\rm{\vec E}}\) hướng từ trên xuống dưới.

b. Hiệu điện thế giữa hai tầng mây: \({\rm{U}} = {\rm{E}}.{\rm{d}} = 830 \times 700 = 581000{\rm{\;V}}.\)

c.  Điện thế của tầng mây trên:

d. Thế năng điện của tầng trên: \({\rm{W}} = {{\rm{Q}}_2}{{\rm{V}}_2} = 1,24 \times 381000 = 472440{\rm{\;J}}.\).  

Trọng lượng của proton: \[P = mg = {1,67.10^{ - 27}}.9,8 = {1,64.10^{ - 26}}\,N\]

Lực điện của hai proton tương tác với nhau: \[F = {9.10^9}\frac{{{{\left( {{{1,6.10}^{ - 19}}} \right)}^2}}}{{{r^2}}}\]

Để proton đặt vào có lực điện cân bằng với trọng lượng của nó:

\[P = F \Leftrightarrow {1,64.10^{ - 26}} = {9.10^9}\frac{{{{\left( {{{1,6.10}^{ - 19}}} \right)}^2}}}{{{r^2}}} \Rightarrow r = 0,12\,m\]

Vậy proton đặt vào cần đặt cách proton đầu tiên 0,12 m phía trên theo phương thẳng đứng.