дано:
- заряд q1 = 8 нКл = 8 * 10^(-9) Кл
- заряд q2 = 11,2 нКл = 11,2 * 10^(-9) Кл
- начальное расстояние r1 = 60 см = 0.6 м
- конечное расстояние r2 = 15 см = 0.15 м
найти:
- работу W, необходимую для сближения зарядов
решение:
работа, совершаемая при перемещении точечных зарядов, рассчитывается по формуле:
W = U(r1) - U(r2)
где U(r) - электрический потенциал между зарядами на расстоянии r, который вычисляется по формуле:
U(r) = k * (q1 * q2) / r
где k - электростатическая постоянная, k ≈ 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл².
1. вычислим U(r1):
U(r1) = k * (q1 * q2) / r1
= (8.99 * 10^9) * (8 * 10^(-9)) * (11.2 * 10^(-9)) / 0.6
= (8.99 * 10^9) * (89.6 * 10^(-18)) / 0.6
= (8.99 * 89.6 / 0.6) * 10^(-9)
= 1348.66 * 10^(-9) Вт·м
2. вычислим U(r2):
U(r2) = k * (q1 * q2) / r2
= (8.99 * 10^9) * (8 * 10^(-9)) * (11.2 * 10^(-9)) / 0.15
= (8.99 * 89.6 * 10^(-18)) / 0.15
= (8.99 * 89.6 / 0.15) * 10^(-9)
= 5337.87 * 10^(-9) Вт·м
3. теперь найдем работу W:
W = U(r1) - U(r2)
= (1348.66 * 10^(-9)) - (5337.87 * 10^(-9))
= -3989.21 * 10^(-9) Дж
ответ:
работа, необходимая для сближения зарядов до расстояния 15 см, составляет примерно -3989.21 нДж (так как работа отрицательная, это означает, что энергия высвобождается).