Дано:
R = 8 см = 0.08 м (радиус кольца)
Q = 3 мкКл = 3*10^-6 Кл (заряд кольца)
l = 12 см = 0.12 м (расстояние от центра кольца до точечного заряда)
q = -0.1 мкКл = -0.1*10^-6 Кл (заряд точечного заряда)
Найти: работу W, необходимую для удаления точечного заряда q на бесконечность.
Решение:
1. Найдем потенциал точечного заряда q на оси кольца:
V = k*q/l, где k - постоянная Кулона (8.99*10^9 Н*м^2/C^2)
V = 8.99*10^9 * (-0.1*10^-6) / 0.12
V ≈ -75000 В
2. Потенциал точечного заряда в центре кольца:
V_c = k*Q/R
V_c = 8.99*10^9 * 3*10^-6 / 0.08
V_c ≈ 3371250 В
3. Работа, необходимая для перемещения заряда q из центра кольца на бесконечность:
W = q*(V - V_c)
W = -0.1*10^-6 * ( -75000 - 3371250)
W = -0.1*10^-6 * (-3446250)
W ≈ 344.625 Дж
Ответ: Для удаления точечного заряда q на бесконечность необходимо совершить работу около 344.625 Дж.