Какое положение необходимо выбрать для заряда –q, чтобы обеспечить его равновесие в воздухе с единичной диэлектрической

Суть вопроса: Положение равновесия для заряда

Разъяснение: Чтобы определить положение равновесия для заряда -q, который находится на расстоянии l от двух точечных заряженных тел с зарядами +q и +4q, нужно учесть силы, действующие на заряд. Зная, что сила электрического взаимодействия прямо пропорциональна зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними (закон Кулона), мы можем использовать принцип суперпозиции для определения равновесного положения.

Положение равновесия будет достигнуто, когда сумма сил, действующих на заряд -q, равна нулю. Геометрически, это означает, что сила притяжения между зарядом -q и зарядом +q должна быть равной по модулю, но направленной в противоположную сторону от силы взаимодействия между зарядом -q и зарядом +4q.

Учитывая, что заряды +q и +4q находятся на одном расстоянии l от заряда -q, физический смысл этого условия означает, что заряд -q должен быть расположен на середине между зарядами +q и +4q.

Например:
Положение равновесия для заряда -q будет достигнуто на расстоянии l/2 от заряда +q и на расстоянии l/2 от заряда +4q.

Совет: Для лучшего понимания концепции положения равновесия заряда, рекомендуется изучить закон Кулона и применение принципа суперпозиции сил. Также полезно проводить визуализацию задачи на бумаге для более наглядного представления.

Задача для проверки: Определите положение равновесия для заряда -2q, находящегося на расстоянии 3l от заряда +3q и на расстоянии 2l от заряда +4q.