Какова задача, чтобы переместить заряд величиной 5 мккл из бесконечности в точку поля, находящуюся на расстоянии

Перенести заряд от бесконечности к точке поля на расстоянии от центра заряженного шара

Разъяснение: Для решения данной задачи мы можем использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению их величин и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Первым шагом мы должны вычислить силу, действующую между зарядами. Используя формулу для взаимодействия зарядов, имеем:

\[ F = \frac{k \cdot q_1 \cdot q_2}{r^2} \]

где \( F \) - сила взаимодействия, \( k \) - постоянная Кулона (\( 9 \times 10^9 \, Н \cdot м^2/Кл^2 \)), \( q_1 \) и \( q_2 \) - величины зарядов, и \( r \) - расстояние между зарядами.

В нашем случае, один из зарядов равен 5 мккл (\( 5 \times 10^{-6} \, Кл \)), а другой заряд равен 20 мккл (\( 20 \times 10^{-6} \, Кл \)). Расстояние между зарядами равно 18 см (\( 0,18 \, м \)). Таким образом, мы можем вычислить силу:

\[ F = \frac{(9 \times 10^9) \cdot (5 \times 10^{-6}) \cdot (20 \times 10^{-6})}{(0,18)^2} \]

\[ F \approx 0,495 \, Н \]

Теперь, чтобы переместить заряд 5 мккл с бесконечности до точки поля, мы должны преодолеть эту силу, работая против нее. Работа, необходимая для перемещения заряда, определяется следующим образом:

\[ W = F \cdot d \]

где \( W \) - работа, \( F \) - сила, и \( d \) - расстояние перемещения.

Для нашего случая, работа будет равна:

\[ W = 0,495 \cdot 0,18 \]

\[ W \approx 0,0891 \, Дж \]

Таким образом, чтобы переместить заряд величиной 5 мккл из бесконечности к точке поля на расстоянии 18 см от центра заряженного шара с зарядом 20 мккл, необходимо выполнить работу примерно равную 0,0891 Дж.

Совет: Чтобы лучше понять эту задачу, важно понимать основные концепции взаимодействия зарядов и закон Кулона. Работа по перемещению заряда равна произведению силы, действующей между зарядами, и расстояния перемещения. При решении подобных задач хорошо знать закон Кулона и уметь применять его формулу.

Дополнительное упражнение: Есть два заряда: 3 мккл и -4 мккл. Расстояние между ними составляет 10 см. Найдите силу взаимодействия между этими зарядами. (Ответ: -14,4 Н)