Дано: q = 5 мкКл = 5 * 10^-6 Кл E = 10 кВ/м = 10000 В/м AB = 10 см = 0.1 м (Предполагается, что точки A, B, C лежат в плоскости, при этом AB – вдоль линий поля, AC – под углом 60 градусов, а BC – перпендикулярно линиям поля, если AC=AB=0.1м)
Найти: W_AB - работа при перемещении заряда из точки A в точку B W_AC - работа при перемещении заряда из точки A в точку C
Решение:
Работа при перемещении заряда в электрическом поле определяется формулой: W = q * E * Δr * cos(α) где W - работа, q - величина заряда, E - напряженность поля, Δr - расстояние перемещения, α - угол между направлением перемещения и линиями напряженности поля.
а) Работа при перемещении заряда из точки A в точку B:
В случае перемещения из точки A в точку B, перемещение происходит вдоль линий напряженности, следовательно, α = 0°, cos(α) = 1.
W_AB = q * E * AB
Подставим численные значения: W_AB = (5 * 10^-6 Кл) * (10000 В/м) * (0.1 м) W_AB = 0.005 Дж W_AB = 5 мДж
б) Работа при перемещении заряда из точки A в точку C:
Из рисунка видно, что перемещение из точки А в точку С происходит под углом 60 градусов к направлению линий напряженности поля.
W_AC = q * E * AC * cos(60°)
AC = AB = 0.1 м.
Подставим численные значения: W_AC = (5 * 10^-6 Кл) * (10000 В/м) * (0.1 м) * cos(60°) W_AC = (5 * 10^-6 Кл) * (10000 В/м) * (0.1 м) * 0.5 W_AC = 0.0025 Дж W_AC = 2.5 мДж
Ответ: W_AB = 0.005 Дж или 5 мДж W_AC = 0.0025 Дж или 2.5 мДж