Question

Электрическое поле в непроводящей жидкости с относительной диэлектрической проницаемостью 45 образовано неподвижным точечным зарядом 664 нКл. Какую работу совершит поле перемещая одноименный заряд 30 нКл между точками, удаленными от первого заряда на расстояние 7 и 45 см?

Answer 1

Дано: q1 = 664 нКл, q2 = 30 нКл, r1 = 7 см = 0.07 м, r2 = 45 см = 0.45 м, ε = 45.

Найти: работу W.

Решение:
Сначала найдем потенциальную энергию системы зарядов:
U = k * |q1 * q2| / r,
где k - постоянная Кулона (k ≈ 9 * 10^9 Н·м^2/Кл^2).

U1 = k * |q1 * q2| / r1 = 9 * 10^9 * |664 * 30| / 0.07 = 3.019 * 10^13 Дж,
U2 = k * |q1 * q2| / r2 = 9 * 10^9 * |664 * 30| / 0.45 ≈ 2.012 * 10^12 Дж.

Тогда работу поля можно найти как разность потенциальных энергий:
W = U1 - U2 = 3.019 * 10^13 - 2.012 * 10^12 = 2.817 * 10^13 Дж.

Ответ: работа поля при перемещении заряда равна 2.817 * 10^13 Дж.