Какую работу надо совершить, чтобы два точечных заряда 2 мкКл и 3 мкКл, находящиеся в воздухе на расстоянии 60 см друг от друга, сблизились до расстояния 30 см?
от

1 Ответ

Дано:
- Заряд q1 = 2 мкКл = 2 * 10^(-6) Кл.
- Заряд q2 = 3 мкКл = 3 * 10^(-6) Кл.
- Начальное расстояние r1 = 60 см = 0,6 м.
- Конечное расстояние r2 = 30 см = 0,3 м.

Найти: работу A, необходимую для сближения заряда до нового расстояния.

Решение:
Работа, совершаемая при перемещении зарядов, равна разности потенциалов энергии в двух положениях. Потенциальная энергия U между двумя точечными зарядами определяется формулой:

U = k * (q1 * q2) / r,

где k = 9 * 10^9 Н·м²/Кл² - электрическая постоянная.

Сначала найдем потенциальную энергию на начальном расстоянии r1:

U1 = k * (q1 * q2) / r1
   = (9 * 10^9) * ((2 * 10^(-6)) * (3 * 10^(-6))) / 0,6
   = (9 * 10^9) * (6 * 10^(-12)) / 0,6
   = (54 * 10^(-3)) / 0,6
   = 90 * 10^(-3) Дж
   = 0,09 Дж.

Теперь найдем потенциальную энергию на конечном расстоянии r2:

U2 = k * (q1 * q2) / r2
   = (9 * 10^9) * ((2 * 10^(-6)) * (3 * 10^(-6))) / 0,3
   = (9 * 10^9) * (6 * 10^(-12)) / 0,3
   = (54 * 10^(-3)) / 0,3
   = 180 * 10^(-3) Дж
   = 0,18 Дж.

Теперь найдем работу A, необходимую для сближения зарядов:

A = U2 - U1
  = 0,18 Дж - 0,09 Дж
  = 0,09 Дж.

Ответ:
Работа, которую надо совершить, чтобы два точечных заряда сблизились до расстояния 30 см, составляет 0,09 Дж.
от