Вопрос:

Два заряда по 25 нКл каждый, расположенные на расстоянии 24 см друг от друга, образуют электростатическое поле. С какой силой это поле действует на заряд 2 нКл, помещенный в точку, удаленную на 15 см от каждого из зарядов, если заряды, образующие поле, одноименны? если заряды разноименны?

Фотография

Ответ ассистента

Допущение: Восстановлен пропущенный текст: «электростатическое», «каждого». Дано: $q_1 = q_2 = 25 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}$ $q_0 = 2 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}$ $r = 0,15 \text{ м}$ $k = 9 \cdot 10^9 \text{ Н} \cdot \text{м}^2 / \text{Кл}^2$ Сила, действующая на точечный заряд в поле двух зарядов, определяется по принципу суперпозиции: $\vec{F} = \vec{F_1} + \vec{F_2}$. Модуль силы от каждого заряда: $F = k \frac{|q_1 q_0|}{r^2}$. Вычислим модуль одной силы: $F = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{25 \cdot 10^{-9} \cdot 2 \cdot 10^{-9}}{0,15^2} = \frac{9 \cdot 50 \cdot 10^{-9}}{0,0225} = \frac{450 \cdot 10^{-9}}{0,0225} = 2 \cdot 10^{-5} \text{ Н} = 20 \text{ мкН}$. Расстояние между двумя зарядами $d = 0,24 \text{ м}$. Расстояние до точки $r = 0,15 \text{ м}$. Треугольник, образованный зарядами и точкой, равнобедренный с высотой $h = \sqrt{r^2 - (d/2)^2} = \sqrt{0,15^2 - 0,12^2} = \sqrt{0,0225 - 0,0144} = \sqrt{0,0081} = 0,09 \text{ м}$. Угол $\alpha$ между силой $F$ и осью симметрии: $\cos \alpha = h/r = 0,09 / 0,15 = 0,6$; $\sin \alpha = 0,12 / 0,15 = 0,8$. 1. Если заряды одноименные: векторы сил направлены от зарядов. Горизонтальные составляющие компенсируются, вертикальные складываются: $F_{sum} = 2F \cos \alpha = 2 \cdot 20 \cdot 0,6 = 24 \text{ мкН}$. 2. Если заряды разноименные: один заряд отталкивает, другой притягивает. Вертикальные составляющие компенсируются, горизонтальные складываются: $F_{sum} = 2F \sin \alpha = 2 \cdot 20 \cdot 0,8 = 32 \text{ мкН}$. Ответ: 24 мкН (одноименные), 32 мкН (разноименные).

Другие решения

Что ещё задавали пользователи