Каково оптимальное место для размещения заряда –q, чтобы достичь равновесия

Question

Физика: Каково оптимальное место для размещения заряда –q, чтобы достичь равновесия, в воздухе с диэлектрической проницаемостью равной единице, где уже укреплены два точечных заряженных тела с зарядами

Lunnyy_Shaman_8098 · Accepted Answer

Тема: Равновесие точечных зарядов Разъяснение: Для определения оптимального места для размещения заряда -q и достижения равновесия, нам нужно учесть принцип силы взаимодействия между зарядами. При наличии двух точечных заряженных тел с зарядами +q и +4q на расстоянии l друг от друга, заряд -q должен быть размещен так, чтобы силы, действующие на него, взаимно компенсировались. Предположим, что координата заряда -q равна x. Сила, действующая на заряд -q от заряда +q, будет пропорциональна их зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, то есть F1 = k(q)(-q)/(l - x)^2. Сила, действующая на заряд -q от заряда +4q, также будет пропорциональна их зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, то есть F2 = k(4q)(-q)/(l + x)^2. Для достижения равновесия необходимо, чтобы F1 и F2 были равными и имели противоположные направления, так как заряд -q будет испытывать равные по силе притяжение и отталкивание. Путем приравнивания и решения уравнения F1