Какова результирующая сила, действующая на средний заряд со стороны крайних зарядов, учитывая, что три точечных заряда

Содержание вопроса: Сила, действующая на заряды

Инструкция: Для нахождения результирующей силы, действующей на средний заряд со стороны крайних зарядов, необходимо использовать принцип суперпозиции электрических сил. Этот принцип гласит, что силы, действующие на заряды, складываются векторно.

Имея три точечных заряда q, q и -q, расположенных вдоль одной прямой, можно заметить, что силы, действующие на средний заряд q со стороны крайних зарядов q и -q, направлены в противоположные стороны. Так как силы противоположно направлены, мы можем использовать модуль силы, игнорируя их направления.

Сила, действующая на заряд q со стороны заряда q, можно выразить с помощью закона Кулона:
\[ F = \frac{{k \cdot q^2}}{{r^2}} \]
где F - сила, k - постоянная Кулона, q - величина заряда, r - расстояние между зарядами.

Учитывая, что между средним и крайним зарядом имеется одинаковое расстояние, мы можем выразить результирующую силу, действующую на средний заряд, как:
\[ F_{\text{рез}} = 2 \cdot \frac{{k \cdot q^2}}{{r^2}} \]

Демонстрация: Пусть k = 9 * 10^9 Nm^2/C^2, q = 2 * 10^-6 C и r = 0,1 m. Найдем результирующую силу, действующую на средний заряд.
\[ F_{\text{рез}} = 2 \cdot \frac{{9 \cdot 10^9 \cdot (2 \cdot 10^-6)^2}}{{(0,1)^2}} \]

Совет: Для лучшего понимания задачи и работы сил, рекомендуется изучить основы электростатики и закон Кулона. Понимание знаков зарядов и векторного сложения сил также является ключевым для успешного решения подобных задач.

Задание для закрепления: У двух точечных зарядов q и -q расстояние между ними равно 0,2 м. Если величина заряда q равна 3 * 10^-6 Кл, найдите результирующую силу, действующую на средний заряд.