Закон Кулона и работа электростатического поля
1) Какая сила действует на два точечных заряда 6 нКл и 8 нКл, находящиеся на расстоянии 25 см? 2) Каковы значения
1) Какая сила действует на два точечных заряда 6 нКл и 8 нКл, находящиеся на расстоянии 25 см?
2) Каковы значения зарядов, если два равных по модулю, но противоположных по знаку заряда, находятся на расстоянии 10 см и притягиваются с силой 36 мН?
3) На каком расстоянии друг от друга находятся заряды в 10 мкКл и – 5 мкКл, если они притягиваются с силой 5 мН?
4) Какую работу выполняет электростатическое поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 700 В в точку с потенциалом 200 В?
5) В какой точке А, у которой потенциал равен, перемещается шарик массой 0,1 г в электростатическом поле?
2) Каковы значения зарядов, если два равных по модулю, но противоположных по знаку заряда, находятся на расстоянии 10 см и притягиваются с силой 36 мН?
3) На каком расстоянии друг от друга находятся заряды в 10 мкКл и – 5 мкКл, если они притягиваются с силой 5 мН?
4) Какую работу выполняет электростатическое поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 700 В в точку с потенциалом 200 В?
5) В какой точке А, у которой потенциал равен, перемещается шарик массой 0,1 г в электростатическом поле?
16.12.2023 03:23
Написать свой ответ:
Разъяснение: Закон Кулона описывает взаимодействие между двумя точечными зарядами. Сила взаимодействия между зарядами прямо пропорциональна произведению их величин и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
1) Для решения первой задачи, воспользуемся формулой для вычисления силы взаимодействия между двумя точечными зарядами:
F = k * (|q1| * |q2|) / r^2,
где F - сила, q1 и q2 - заряды, r - расстояние между зарядами, k - постоянная Кулона (8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2).
Подставив значения: q1 = 6 * 10^-9 Кл, q2 = 8 * 10^-9 Кл и r = 0.25 м, получим:
F = (8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * ((6 * 10^-9 Кл) * (8 * 10^-9 Кл)) / (0.25 м)^2.
После вычислений, получаем:
F = 2.876 * 10^-3 Н.
Ответ: Сила, действующая на два точечных заряда, равна 2.876 миллиньтона.
2) Для второй задачи, сила взаимодействия между зарядами равна 36 миллиньтонам, а расстояние между зарядами составляет 0.1 м. используя ту же формулу, мы можем выразить силу через заряды:
F = k * (|q1| * |q2|) / r^2,
36 * 10^-3 = (8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * ((q1) * (q2)) / (0.1 м)^2.
Решив уравнение, получим:
q1 * q2 = 2.448 * 10^-5 Кл^2.
Заметим, что заряды равны по модулю, но имеют противоположные знаки, значит q1 = -q2.
Тогда q1 * (-q1) = -q1^2 = 2.448 * 10^-5 Кл^2.
Решив уравнение, получим:
q1 = -q2 = ±(4.948 * 10^-3 Кл).
Ответ: Заряды равны -4.948 милликолонбам.
3) В третьей задаче нам дана сила взаимодействия между зарядами 5 миллиньтон и значения зарядов, нам нужно найти расстояние между ними. Воспользуемся формулой для вычисления силы:
F = k * (|q1| * |q2|) / r^2,
5 * 10^-3 = (8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * ((10 * 10^-6 Кл) * (5 * 10^-6 Кл)) / (r^2).
Решив уравнение и находя r, получаем:
r = 0.2 м.
Ответ: Расстояние между зарядами равно 0.2 метра.
4) В четвертой задаче нам нужно найти работу электростатического поля при перемещении заряда. Работа определяется как перемножение разности потенциалов на величину заряда:
W = q * (V2 - V1),
где q - заряд, V - потенциал, V1 - начальный потенциал, V2 - конечный потенциал.
Подставив значения: q = 20 * 10^-9 Кл, V1 = 700 В, V2 = 200 В, получим:
W = (20 * 10^-9 Кл) * (200 В - 700 В).
После вычислений, получаем:
W = -10 * 10^-6 дж.
Ответ: Электростатическое поле выполняет работу -10 микроджоулей при перемещении заряда.
5) В пятой задаче нам нужно найти точку А с равным потенциалом, в которой перемещается шарик. Потенциал определяется формулой:
V = k * (q / r),
где V - потенциал, q - заряд, r - расстояние.
Так как движение происходит в электростатическом поле, где заряды притягиваются, то можно сказать, что потенциал уменьшается по мере приближения к другому заряду. То есть решением задачи будет точка около заряда с противоположным зарядом.
Ответ: Точка А перемещается вблизи заряда с противоположным зарядом.
Совет: Для лучшего понимания задач на закон Кулона и работу электростатического поля, рекомендуется изучить основные понятия и формулы электростатики, а также проводить практические эксперименты и задания, чтобы укрепить полученные знания.
Упражнение: Какая сила будет действовать на два заряда, 4 мкКл и 6 мкКл, находящиеся на расстоянии 3 см?