Какова сила, действующая на среднюю пластину, если у трех тонких металлических пластин с зарядами q, 3q и 2q, которые

Тема: Сила, действующая на заряженные пластины в электрическом поле

Пояснение: В данной задаче у нас есть три металлические пластины с зарядами q, 3q и 2q, расположенные параллельно друг другу в однородном электрическом поле. Заряды пластин создают электрическое поле между ними.

Сила, действующая на каждую пластину в этом поле, определяется по формуле:

F = qE,

где F - сила, q - заряд пластины, E - напряженность электрического поля.

Напряженность электрического поля между пластинами можно выразить через разность потенциалов между ними:

E = ΔV/d,

где ΔV - разность потенциалов между пластинами, d - расстояние между пластинами.

Подставляя это выражение в формулу для силы, получаем:

F = q(ΔV/d).

В данной задаче пластины расположены параллельно, значит, разность потенциалов ΔV между пластинами будет константой, а расстояние d между пластинами будет равно их толщине.

Суммарная сила, действующая на среднюю пластину, будет равна разности сил, действующих на неё от двух соседних пластин:

Fсредняя = F3q - F2q.

Подставляя значения сил, получаем:

Fсредняя = 3q(ΔV/d) - 2q(ΔV/d).

Упрощая выражение, получаем:

Fсредняя = q(ΔV/d).

Таким образом, сила, действующая на среднюю пластину, равна q разности потенциалов ΔV между пластинами, деленной на их толщину d.

Пример использования: Допустим, у нас имеется три металлические пластины с зарядами 4 мКл, 12 мКл и 8 мКл, которые расположены параллельно друг другу с одинаковой толщиной 2 мм. Потенциал между соседними пластинами составляет 10 В. Определите силу, действующую на среднюю пластину.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется ознакомиться с основами электростатики, законом Кулона и понятием разности потенциалов. Изучите также формулы и принципы, связанные с распределением зарядов и силами в электрическом поле.

Упражнение: У вас есть три металлические пластины с зарядами -2 мКл, 6 мКл и 4 мКл, расположенные параллельно друг другу. Толщина каждой пластины равна 3 мм. Разность потенциалов между пластинами составляет 8 В. Определите силу, действующую на среднюю пластину.