Какова работа, совершенная внешними силами при сближении двух точечных зарядов одинаковой величины в 5

Содержание: Работа внешних сил при сближении двух точечных зарядов

Описание: Работа внешних сил при сближении двух точечных зарядов может быть определена как перемножение величины внешней силы и перемещения, выполненного под ее воздействием. В данной задаче, имеется два точечных заряда одинаковой величины, которые сближаются до расстояния 0,1 метра. Величина внешней силы между двумя точечными зарядами может быть вычислена с помощью закона Кулона:

F = k * (|q1 * q2| / r^2)

где F - величина силы, k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Нм^2/Кл^2), q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между зарядами.

По условию задачи, величина внешней силы между зарядами составляет 5 Нкл. Таким образом, можно записать следующее:

5 = k * (q * q / 0.1^2)

Для нахождения работы внешних сил, необходимо вычислить силу, подставив известные значения в выражение:

5 = k * (q^2 / 0.01)

Выразим q^2:

q^2 = 5 * 0.01 / k

Теперь найдем q, извлекая квадратный корень:

q = sqrt(5 * 0.01 / k)

Подставим значения константы k и решим задачу:

q = sqrt(5 * 0.01 / (9 * 10^9)) ≈ 1.67 * 10^-6 Кл

Далее, чтобы найти работу, перемножим величину силы (5 Нкл) на перемещение (0.1 м):

Работа = 5 * 0.1 = 0.5 Н * м = 0.5 Дж

Таким образом, работа, совершаемая внешними силами при сближении двух точечных зарядов до расстояния 0,1 м, равна 0,5 Дж.

Совет: Для лучшего понимания задачи, рекомендуется внимательно изучить закон Кулона и его применение для нахождения силы между зарядами. Также важно помнить, что работа представляет собой умножение силы на перемещение и измеряется в джоулях.

Задача для проверки: Какова работа, совершенная внешними силами при сближении двух точечных зарядов, если величина внешней силы составляет 8 НКл, а расстояние между зарядами равно 0,05 метра?

Содержание вопроса: Работа, совершенная внешними силами при сближении двух точечных зарядов

Объяснение: Работа, совершенная внешними силами, может быть вычислена по формуле работы, которая определяется как произведение силы и перемещения: работа (W) = сила (F) × перемещение (d) × cos(θ), где θ - угол между направлением силы и направлением перемещения.

В данной задаче нам дано, что заряды одинаковой величины и равны 5 Нкл. Мы также знаем, что расстояние между ними сократилось до 0,1 м. По определению, работа, совершенная внешними силами при сближении двух точечных зарядов, равна изменению их потенциальной энергии.

Для вычисления работы используем формулу:

W = ΔPE = PE_конечное - PE_начальное

В начальный момент потенциальная энергия равна нулю, так как заряды находятся на бесконечности друг от друга. Поэтому PE_начальное = 0.

В конечный момент потенциальная энергия определяется формулой:

PE_конечное = (k * q1 * q2)/r

где k - постоянная Кулона (k = 9 * 10^9 N·м^2/C^2), q1 и q2 - заряды точечных зарядов, r - расстояние между зарядами.

Подставляя значения в формулу, получаем:

PE_конечное = (9 * 10^9 N·м^2/C^2 * 5 Нкл * 5 Нкл) / 0,1 м

После решения этого выражения получаем значение потенциальной энергии в конечный момент. Это значение работы, совершенной внешними силами, при сближении двух точечных зарядов, одинаковой величины до расстояния 0,1 м.

Демонстрация: Вычислите работу, совершенную внешними силами при сближении двух точечных зарядов одинаковой величины в 5 Нкл до расстояния 0,1 м.

Совет: Для лучшего понимания темы, рекомендуется ознакомиться с материалами о зарядах и потенциальной энергии в электростатике. Разберитесь с основными формулами и принципами, связанными с работой и потенциальной энергией, чтобы легче решать подобные задачи.

Дополнительное задание: Два точечных заряда одинаковой величины в 2 Кл размещены на расстоянии 0,5 метра друг от друга. Какова работа, совершенная внешними силами при увеличении расстояния между зарядами на 0,3 метра?