Дано:
q₁ = 8 нКл
q₂ = 2 нКл
r₁ = 60 см = 0,6 м (начальное расстояние между зарядами)
r₂ = 20 см = 0,2 м (конечное расстояние между зарядами)
Найти:
Работу W, необходимую для уменьшения расстояния между зарядами.
Решение:
Потенциальная энергия системы зарядов определяется формулой:
U = k * (|q₁ * q₂|) / r,
где k - постоянная Кулона (≈ 8,99 * 10⁹ Н·м²/Кл²),
q₁ и q₂ - величины зарядов,
|r| - расстояние между зарядами.
Так как работа W равна изменению потенциальной энергии, то
W = ΔU = U₁ - U₂ = k * |q₁ * q₂| * (1/r₁ - 1/r₂).
Подставляя данные:
W = 8,99 * 10⁹ Н·м²/Кл² * 8 нКл * 2 нКл * (1/0,6 - 1/0,2) ≈ 106,68 Дж.
Ответ:
Необходимо совершить примерно 106,68 Дж работы внешним силам, чтобы уменьшить расстояние между зарядами до 20 см.