Какова напряженность электрического поля в вакууме в точке, находящейся на расстоянии 50 нм от точечного заряда 6 нКл?

Электрическое поле в вакууме:

Разъяснение: Напряженность электрического поля вблизи точечного заряда определяется законом Кулона, который гласит: Напряженность электрического поля (Е) в вакууме равна модулю силы, действующей на единичный положительный заряд (q0) на данной точке. Формула для нахождения напряженности электрического поля (Е) в вакууме: E = k * (Q / r^2), где k - постоянная Кулона, Q - заряд точечного заряда, r - расстояние от заряда до точки.

Например:
Дано: Q = 6 * 10^(-9) Кл, r = 50 * 10^(-9) м.

Какова напряженность электрического поля в вакууме в точке на расстоянии 50 нм от точечного заряда 6 нКл?

Решение:
Подставляем известные значения в формулу:
E = (9 * 10^9 N * m^2 / C^2) * (6 * 10^(-9) Кл) / (50 * 10^(-9) м)^2.

Выполняем расчет:
E = 9 * 10^9 * 6 * 10^(-9) / (50^2 * 10^(-18)).
E = 54 * 10^(-9) / (2500 * 10^(-18)).
E = 54 * 10^(-9 + 18) / 2500.
E = 54 * 10^9 / 2500.

Получаем ответ:
E ≈ 21.6 * 10^6 Н/Кл.

Напряженность электрического поля в воде:

Разъяснение: Напряженность электрического поля в воде будет различаться из-за различия в диэлектрической проницаемости воды и вакуума. Вода имеет диэлектрическую проницаемость (ε) равную приблизительно 80. Для нахождения напряженности электрического поля в воде, применяем формулу: E_воды = E_вакуума / ε.

Например:
Для нахождения напряженности электрического поля в воде на расстоянии 50 нм от точечного заряда 6 нКл, нужно поделить напряженность в вакууме (21.6 * 10^6 Н/Кл) на диэлектрическую проницаемость воды (ε ≈ 80).

E_воды = (21.6 * 10^6 Н/Кл) / 80.

Выполняем расчет:
E_воды = 21.6 * 10^6 / 80.

Получаем ответ:
E_воды ≈ 270 * 10^3 Н/Кл.

Совет: При решении задач по электрическому полю важно запомнить формулу закона Кулона и учесть различия в диэлектрической проницаемости разных сред для нахождения напряженности поля.

Задание для закрепления: Какова будет напряженность электрического поля в вакууме и в воде на расстоянии 30 нм от точечного заряда 4 нКл? Диэлектрическая проницаемость воды остается равной 80.