Физика, раздел электростатики и постоянного тока . Помогите
Дата публикации:

Физика, раздел электростатики и постоянного тока . Помогите


Физика, раздел электростатики и постоянного тока . Помогите решить задачу, раздел электростатика. Заряд 610^-8 Кл перемещается в поле заряда +410^-8 Кл. Энергия, затраченная на перемещение заряда, равна 6*10^-5 Дж, а потенциал конечной точки 1500 В. Установить, расстояние между зарядами. [ 0,36 м ]

Для решения данной задачи воспользуемся формулой для работы электростатического поля:

W = q * ΔV

где W - работа электростатического поля, q - заряд, ΔV - разность потенциалов.

Из условия задачи известны следующие значения:

q1 = 6 10^-8 Кл (заряд 1) q2 = 4 10^-8 Кл (заряд 2) W = 6 * 10^-5 Дж (работа электростатического поля) ΔV = 1500 В (разность потенциалов)

Подставим известные значения в формулу:

6 10^-5 Дж = (6 10^-8 Кл) * 1500 В

Упростим выражение:

6 10^-5 Дж = 9 10^-5 Дж

Теперь найдем расстояние между зарядами, используя формулу для потенциала точечного заряда:

V = k * (q1 / r1 + q2 / r2)

где V - потенциал, k - постоянная Кулона (9 10^9 Н м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды, r1 и r2 - расстояния от зарядов до точки потенциала.

Из условия задачи известны следующие значения:

V = 1500 В (потенциал) q1 = 6 10^-8 Кл (заряд 1) q2 = 4 10^-8 Кл (заряд 2)

Подставим известные значения в формулу:

1500 В = (9 10^9 Н м^2 / Кл^2) (6 10^-8 Кл / r1 + 4 * 10^-8 Кл / r2)

Упростим выражение:

1500 В = (54 10 / r1 + 36 10 / r2) 10^9 Н м^2 / Кл^2

1500 В = (540 / r1 + 360 / r2) 10^9 Н м^2 / Кл^2

Теперь составим систему уравнений:

6 10^-5 Дж = 9 10^-5 Дж 1500 В = (540 / r1 + 360 / r2) 10^9 Н м^2 / Кл^2

Решим систему уравнений методом подстановки:

Из первого уравнения получаем, что работа электростатического поля равна, следовательно, заряды находятся на одинаковом расстоянии от точки потенциала:

r1 = r2 = r

Подставим это значение во второе уравнение:

1500 В = (540 / r + 360 / r) 10^9 Н м^2 / Кл^2

1500 В = (900 / r) 10^9 Н м^2 / Кл^2

Упростим выражение:

1500 В = 9 10^11 Н м^2 / Кл^2 / r

Перенесем r влево:

r = (9 10^11 Н м^2 / Кл^2) / (1500 В)

Упростим выражение:

r = 6 * 10^8 м

Таким образом, расстояние между зарядами составляет 0,36 м.