В вершинах квадрата со стороной 20 см расположены три точечных заряда +1 нКл каждый. Найти напряженность E и потенциал • в свободной вершине квадрата. Указать направление векторов
от

1 Ответ

Дано:  
Сторона квадрата a = 20 см = 0,2 м  
Три точечных заряда q = +1 нКл = +1*10^(-9) Кл каждый  

Найти:  
Напряженность E и потенциал в свободной вершине квадрата  

Решение:  
Для точек, находящихся в вершинах квадрата, напряженность электрического поля будет равна векторной сумме напряженностей от каждого заряда. Потенциал в этих точках будет равен сумме потенциалов, созданных каждым зарядом.  

Сначала найдем напряженность E в свободной вершине квадрата. Пусть расстояние от зарядов до этой точки равно диагонали квадрата d = a√2.  

Потенциал φ в свободной вершине квадрата определяется формулой:  
φ = k * q / d  

где k - постоянная Кулона (8.99*10^9 Н·м²/Кл²), q - заряд, d - расстояние от заряда до точки.  

Рассчитаем напряженность E и потенциал φ в свободной вершине квадрата:  
E = k * q / d^2  
E = (8.99*10^9 Н·м²/Кл²) * (1*10^(-9) Кл) / (0.2 м * √2)^2  
E ≈ 4.02*10^4 Н/Кл  

φ = k * q / d  
φ = (8.99*10^9 Н·м²/Кл²) * (1*10^(-9) Кл) / (0.2 м * √2)  
φ ≈ 2.84*10^5 В  

Направление вектора напряженности E направлено вдоль диагонали квадрата из зарядов в сторону рассматриваемой точки (свободной вершины). Направление потенциала указывает на направление движения тестового положительного заряда от бесконечности к рассматриваемой точке.  

Ответ:  
Напряженность электрического поля в свободной вершине квадрата ≈ 4.02*10^4 Н/Кл  
Потенциал электрического поля в свободной вершине квадрата ≈ 2.84*10^5 В
от