Какова напряженность электрического поля на оси системы на расстоянии a=100 см, если система состоит из заряда q1=5

Содержание: Напряженность электрического поля от системы зарядов

Пояснение: Напряженность электрического поля - это векторная физическая величина, которая характеризует силовое взаимодействие зарядов в данной точке пространства. Она измеряется в ньютоне на кулон (Н/Кл) или вольт на метр (В/м).

Чтобы найти напряженность электрического поля на оси системы, расстояние от которой составляет 100 см (или 1 м), нужно разделить силу взаимодействия на этом расстоянии на величину тестового заряда.

Сила взаимодействия между двумя зарядами можно найти с помощью закона Кулона:

Ф = (k * |q1| * |q2|) / r^2,

где k - постоянная Кулона, равная приблизительно 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2, q1 и q2 - величины зарядов, |q1| и |q2| - модули этих зарядов, r - расстояние между зарядами.

Напряженность электрического поля на оси, проходящей через центр полуокружности, будет равна сумме напряженностей от каждого заряда:

E_total = E1 + E2,

где E1 и E2 - напряженность электрического поля, создаваемая каждым зарядом.

Чтобы найти итоговую напряженность, найдем сначала напряженность каждого заряда:

E1 = (k * |q1|) / r1^2,
E2 = (k * |q2|) / r2^2,

где r1 - расстояние от точки на оси до заряда q1, r2 - расстояние от точки на оси до заряда q2.

Подставим значения и рассчитаем:

Для q1: r1 = a - R,
Для q2: r2 = a + R,

где a = 100 см (или 1 м), R = 10 см.

Итак, подставляя все значения:

E1 = (9 * 10^9 * 5 * 10^-6) / (0.9^2) Н/Кл,
E2 = (9 * 10^9 * 5 * 10^-6) / (1.1^2) Н/Кл,

Суммируем E1 и E2, чтобы получить E_total.

Например:
Задача: Какова напряженность электрического поля на оси системы на расстоянии a=100 см, если система состоит из заряда q1=5 мкКл, равномерно распределенного по полуокружности радиуса R=10 см, в центре которой находится точечный заряд q2=−5 мкКл?

Решение:
Константа Кулона k = 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2.

Находим r1 и r2:
r1 = 1 - 0.1 = 0.9 м,
r2 = 1 + 0.1 = 1.1 м.

Вычисляем E1 и E2:
E1 = ((9 * 10^9) * (5 * 10^-6)) / (0.9^2) = 2.716 * 10^6 Н/Кл,
E2 = ((9 * 10^9) * (5 * 10^-6)) / (1.1^2) = 2.077 * 10^6 Н/Кл.

Находим итоговую напряженность:
E_total = E1 + E2 = 2.716 * 10^6 + 2.077 * 10^6 = 4.793 * 10^6 Н/Кл.

Таким образом, напряженность электрического поля на оси системы на расстоянии 100 см равна 4.793 * 10^6 Н/Кл.

Совет: Чтобы лучше понять материал, рекомендуется понимать, как использовать закон Кулона для расчета силы взаимодействия или напряженности электрического поля между зарядами. Знание основных единиц измерения и математических операций поможет выполнить вычисления точно и без ошибок.

Задача для проверки: Какова напряженность электрического поля на оси системы на расстоянии a=80 см, если система состоит из заряда q1=3 мкКл, равномерно распределенного по полуокружности радиуса R=15 см, в центре которой находится точечный заряд q2=−4 мкКл?