Два точечных заряда +1 мкКл и -4 мкКл расположены в 12 см друг от друга. На каком расстоянии от второго заряда напряженность электрического поля равна нулю?
от

1 Ответ

Дано:
- Заряд Q₁ = +1 мкКл = 1 × 10⁻⁶ Кл.
- Заряд Q₂ = -4 мкКл = -4 × 10⁻⁶ Кл.
- Расстояние между зарядами d = 12 см = 0.12 м.

Найти:
- Расстояние от второго заряда, где напряженность электрического поля E = 0.

Решение:
1. Напряженность электрического поля E от точечного заряда Q определяется формулой:

E = k * |Q| / r²,

где k ≈ 8.99 × 10⁹ Н·м²/Кл², r — расстояние от заряда до точки.

2. Обозначим расстояние от второго заряда (Q₂) до точки, где E = 0, как x.

3. Тогда расстояние от первого заряда (Q₁) до этой точки будет (0.12 - x).

4. Напряженности электрического поля от зарядов в данной точке должны быть равны:

|E₁| = |E₂|.

5. Подставим выражения для напряженности:

k * |Q₁| / (0.12 - x)² = k * |Q₂| / x².

6. Упрощаем уравнение (k сократим):

|Q₁| / (0.12 - x)² = |Q₂| / x².

7. Подставим значения зарядов:

1 × 10⁻⁶ / (0.12 - x)² = 4 × 10⁻⁶ / x².

8. Умножим обе стороны на (0.12 - x)² * x²:

1 × 10⁻⁶ * x² = 4 × 10⁻⁶ * (0.12 - x)².

9. Упрощаем:

x² = 4 * (0.12 - x)².

10. Раскроем скобки:

x² = 4 * (0.0144 - 0.24x + x²).

11. Упрощаем:

x² = 0.0576 - 0.96x + 4x².

12. Переносим все на одну сторону:

0 = 3x² - 0.96x + 0.0576.

13. Решим квадратное уравнение с помощью дискриминанта:

D = b² - 4ac = (-0.96)² - 4 * 3 * 0.0576.

14. Вычисляем D:

D = 0.9216 - 0.6912 = 0.2304.

15. Находим корни уравнения:

x = [0.96 ± √(0.2304)] / (2 * 3).

16. Вычисляем корень:

x = [0.96 ± 0.48] / 6.

17. Корни:

x₁ = (0.96 + 0.48) / 6 = 0.24 м,
x₂ = (0.96 - 0.48) / 6 = 0.08 м.

18. Поскольку x должно быть меньше 0.12 м (расстояние между зарядами), выбираем:

x = 0.08 м.

Ответ:
Напряженность электрического поля равна нулю на расстоянии 0.08 м от второго заряда.
от