Найти напряженность внутри и вне проводящей сферы, находящейся между сферами

Тема урока: Напряженность внутри и вне проводящей сферы

Описание:
Для нахождения напряженности внутри и вне проводящей сферы, находящейся между двумя сферами, мы можем использовать законы электростатики. Предположим, что внешняя сфера имеет радиус R₁, а внутренняя сфера - радиус R₂. В таком случае, напряженность электрического поля E внутри проводящей сферы равна нулю, так как электростатическое поле внутри проводника равно нулю.

Напряженность электрического поля E вне проводящей сферы может быть найдена с использованием закона Кулона. Закон Кулона гласит, что сила притяжения (или отталкивания) между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. В данном случае, мы можем представить проводящую сферу как точечный заряд с зарядом Q равным суммарному заряду сферы.

Поэтому, напряженность вне проводящей сферы будет равна:
E = (k * Q) / r²,
где k - постоянная Кулона, Q - заряд сферы, r - расстояние от центра сферы до точки вне сферы.

Например, если радиус внешней сферы R₁ = 5 м, радиус внутренней сферы R₂ = 3 м и заряд сферы Q = 10 Кл, а мы хотим найти напряженность в точке P на расстоянии 2 м от центра внешней сферы, мы можем использовать формулу:
E = (k * Q) / r²,
где k = 9 * 10^9 Н·м²/Кл², Q = 10 Кл и r = 2 м.
Вычислив, получаем:
E = (9 * 10^9 * 10) / (2²) = 18 * 10^9 Н/Кл.

Совет:
Чтобы лучше понять концепцию напряженности электрического поля внутри и вне проводящей сферы, кроме математических формул, полезно изучать также геометрию электростатических полей и представлять, как электрическое поле распространяется вокруг заряженных объектов и как оно взаимодействует с окружающими зарядами.

Ещё задача:
Найдите напряженность электрического поля внутри и вне проводящей сферы с радиусами R₁ = 8 м и R₂ = 4 м, если заряд сферы Q = 6 Кл, а расстояние от центра внешней сферы до точки вне сферы r = 6 м? Подставьте значения в формулу и вычислите напряженность электрического поля в каждом случае.