برای ذرهای با بار \( q = -4 \, \mu C \) که درون یک میدان الکتریکی یکنواخت به اندازه \( E \) قرار دارد و ذره به حالت معلق و قائم است، نیروی الکتریکی باید دقیقاً با نیروی گرانشی \( mg \) برابر باشد تا ذره در حالت تعادل بماند.
برای تعیین اندازه و جهت میدان الکتریکی \( E \) میتوانیم از رابطه زیر استفاده کنیم:
نیروی الکتریکی: \( F_e = qE \)
نیروی گرانشی: \( F_g = mg \)
از آنجا که ذره معلق است، این نیروها باید معادل باشند:
\[ qE = mg \]
از اینجا داریم:
\[ E = \frac{mg}{q} \]
با جانشینی مقادیر در این رابطه:
\[ E = \frac{mg}{-4 \times 10^{-6}} \]
چون \( E \) منفی است، به این معناست که جهت میدان باید به سمت بالا باشد تا با نیروی گرانشی که به سمت پایین است، معادل و در جهت مخالف باشد.
