Дано:
Заряд: q1 = q2 = 4 нКл = 4 * 10^-9 Кл
Начальное расстояние: r1 = 30 см = 0,3 м
Конечное расстояние: r2 = 3 см = 0,03 м
Найти:
Работа, необходимая для сближения зарядов: A
Решение:
Потенциальная энергия взаимодействия зарядов
Потенциальная энергия взаимодействия двух точечных зарядов определяется формулой:
W = k * q1 * q2 / r, где k - коэффициент пропорциональности, равный 9 * 10^9 Н*м²/Кл²
Работа, совершаемая при сближении зарядов
Работа, совершаемая внешними силами при сближении зарядов, равна изменению их потенциальной энергии:
A = W2 - W1 = k * q1 * q2 * (1/r2 - 1/r1)
Подставляем значения:
A = 9 * 10^9 Н*м²/Кл² * 4 * 10^-9 Кл * 4 * 10^-9 Кл * (1/0,03 м - 1/0,3 м) ≈ 4,32 * 10^-5 Дж
Ответ:
Работа, необходимая для сближения зарядов, равна 4,32 * 10^-5 Дж.