Тип 25 № 12511

Проекции силы упругости нити $k\Delta l$ на оси дают: $$\begin{cases} k\Delta l\,\sin\alpha = qE,\\[1mm] k\Delta l\,\cos\alpha = mg. \end{cases}$$

Возведём равенства в квадрат и сложим: $$(k\Delta l)^2=(mg)^2+(qE)^2.$$ Отсюда выражение для напряжённости поля: $$E=\frac{\sqrt{(k\Delta l)^2-(mg)^2}}{q}.$$

В плоском конденсаторе $E=U/d$. Следовательно, $$U=d\cdot \frac{\sqrt{(k\Delta l)^2-(mg)^2}}{q}.$$

Подстановка чисел даёт $$U=5{,}0\cdot 10^{4}\ \text{В}.$$