Электрическое поле создано точечным зарядом 10 мкКл. Какую работу совершают силы электрического поля, перемещая заряд 0,2 мкКл из точки, находящейся от заряда, создающего поле, на расстоянии 15 см, в точку, находящуюся от него на расстоянии 25 см?
от

1 Ответ

Дано:
- Заряд Q = 10 мкКл = 10 * 10^(-6) Кл.
- Перемещаемый заряд q = 0,2 мкКл = 0,2 * 10^(-6) Кл.
- Начальное расстояние r1 = 15 см = 0,15 м.
- Конечное расстояние r2 = 25 см = 0,25 м.

Найти: работу A, совершаемую силами электрического поля при перемещении заряда.

Решение:
Работа, совершаемая электрическим полем при перемещении заряда из одной точки в другую, определяется разностью потенциалов на этих точках и значением заряда:

A = q * (V1 - V2),

где V1 и V2 — потенциалы в начальной и конечной точках соответственно.

Потенциал V от точечного заряда определяется по формуле:

V = k * Q / r,

где k = 8,99 * 10^9 Н·м²/Кл² — константа Кулона.

Сначала найдем потенциалы V1 и V2:

V1 = k * Q / r1 = (8,99 * 10^9 Н·м²/Кл²) * (10 * 10^(-6) Кл) / (0,15 м)
   = (8,99 * 10^9 * 10 * 10^(-6)) / 0,15
   = (89,9 * 10^3) / 0,15
   ≈ 599333,33 В.

V2 = k * Q / r2 = (8,99 * 10^9 Н·м²/Кл²) * (10 * 10^(-6) Кл) / (0,25 м)
   = (8,99 * 10^9 * 10 * 10^(-6)) / 0,25
   = (89,9 * 10^3) / 0,25
   = 359600,00 В.

Теперь подставим найденные значения в формулу для работы:

A = q * (V1 - V2)
  = (0,2 * 10^(-6) Кл) * (599333,33 В - 359600 В)
  = (0,2 * 10^(-6)) * 239733,33
  ≈ 0,2 * 239733,33 * 10^(-6)
  ≈ 47946,67 * 10^(-6)
  ≈ 0,04794667 Дж.

Ответ:
Работа, совершаемая силами электрического поля, составляет приблизительно 0,0479 Дж.
от