Какова величина энергии (в миллиджоулях) взаимодействия системы трех зарядов 2, 1 и 3 микрокулон, расположенных

Задача: Величина энергии взаимодействия системы трех зарядов

Решение:

Для расчета величины энергии взаимодействия системы трех зарядов, нам понадобятся формулы для расчета электрической силы и электрической энергии.

Формула для расчета электрической силы между двумя зарядами выглядит следующим образом:


Здесь F - электрическая сила, k - постоянная Кулона (равная 9*10^9 Н*м^2/Кл^2), q1 и q2 - заряды двух взаимодействующих зарядов, r - расстояние между зарядами.

Для расчета электрической энергии взаимодействия системы трех зарядов мы можем использовать следующую формулу:


Здесь E - электрическая энергия, q1, q2 и q3 - заряды трех взаимодействующих зарядов.

Подставим значения зарядов в формулу электрической энергии и вычислим ее:

E = k * |(q1 * q2 / r1) + (q2 * q3 / r2)|

где r1 и r2 - расстояния между каждой парой соседних зарядов.

Согласно условию задачи, значения зарядов равны: q1 = 2 мкКл, q2 = 1 мкКл, q3 = 3 мкКл, а расстояние между соседними зарядами равно 30 см, или 0.3 м.

Подставим полученные значения в формулу электрической энергии и вычислим ее:

E = (9 * 10^9) * |((2 * 1) / 0.3) + ((1 * 3) / 0.3)|

E = (9 * 10^9) * (6.67 + 10)

E = (9 * 10^9) * 16.67

E ≈ 150 * 10^9 мДж

Ответ: Величина энергии взаимодействия системы трех зарядов составляет около 150 миллиджоулей (мДж).

Совет: Если у вас возникли затруднения с пониманием данной темы, рекомендую обратиться к основным формулам и закону Кулона для электростатики. Также полезно решать дополнительные задачи, чтобы получить больше практического опыта и улучшить понимание материала.

Ещё задача: Рассмотрим систему из 4 зарядов: q1 = 4 мкКл, q2 = -2 мкКл, q3 = 1 мкКл, q4 = -3 мкКл. Расстояния между зарядами таковы: r1 = 0.5 м, r2 = 0.3 м, r3 = 0.4 м. Вычислите величину энергии взаимодействия данной системы зарядов.