Дано:
Величина зарядов (q) = 20 Кл = 20 * 10^(-6) Кл
Расстояние между зарядами (d) = 2 см = 0.02 м
Работа для переноса заряда на расстояние d (W) = k * |q1 * q2| / d, где k - постоянная Кулона (8.99 * 10^9 Н * м² / Кл²)
Найти:
Работу для переноса зарядов в вершины равностороннего треугольника
Решение:
Вершины равностороннего треугольника образованы точками A, B, C и соответствуют расположению зарядов.
При перестановке зарядов из начального положения на вершины треугольника работа будет равна сумме работ для каждой пары зарядов.
Рассмотрим пары зарядов: AB, AC, BC
AB:
W_AB = k * |q * q| / d = k * |q^2| / d
AC:
W_AC = k * |q * q| / d = k * |q^2| / d
BC:
W_BC = k * |q * q| / d = k * |q^2| / d
Так как для каждой пары работа одинакова, то общая работа для всех трех пар зарядов будет:
W_total = 3 * W_AB = 3 * k * |q^2| / d
Подставляем известные значения и вычисляем работу:
W_total = 3 * (8.99 * 10^9) * (20 * 10^(-6))^2 / 0.02
W_total = 3 * 8.99 * 400 * 10^(-12) / 0.02
W_total = 1078.8 Дж
Ответ:
Для расположения зарядов в вершинах равностороннего треугольника необходимо совершить работу примерно 1078.8 Дж.