Дано:
- заряд q1 = 10 мкКл = 10 * 10^(-6) Кл
- заряд q2 = 5 мкКл = 5 * 10^(-6) Кл
- расстояние r = 50 см = 0,5 м
Найти: работа W, совершаемая электрическими силами при удалении зарядов на бесконечно большое расстояние.
Решение:
1. Работа, совершаемая при перемещении заряда от одного расстояния до другого, определяется как разность потенциальной энергии в начальной и конечной точках. Поскольку на бесконечности потенциал равен нулю, работа будет равна отрицательной начальной потенциальной энергии:
W = U_initial - U_final.
2. Начальная потенциальная энергия U_initial между двумя точечными зарядами определяется следующим образом:
U_initial = k * (q1 * q2) / r,
где k = 8,99 * 10^9 Н·м²/Кл² — константа электрической силы.
3. Подставим известные значения в формулу для расчёта U_initial:
U_initial = (8,99 * 10^9) * (10 * 10^(-6)) * (5 * 10^(-6)) / 0,5.
4. Расчитаем U_initial:
U_initial = (8,99 * 10^9) * (50 * 10^(-12)) / 0,5.
U_initial = (8,99 * 10^9) * (100 * 10^(-12)).
U_initial = 0,899 Дж.
5. Теперь найдем работу W:
W = U_initial - 0 = U_initial = 0,899 Дж.
Ответ:
Работа, совершаемая электрическими силами при удалении зарядов на бесконечно большое расстояние, составляет 0,899 Дж.