Какой объем работы необходимо выполнить для переноса заряда 10 − 7 Кл на заряженную сферу радиусом 0,15 м, которая

Предмет вопроса: Работа и энергия в электростатике

Объяснение:
Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для работы, выполняемой при перемещении точечного заряда в электрическом поле:

\[W = \dfrac{1}{4\pi\epsilon_0}\dfrac{q_1 \cdot q_2}{r}\]

где \(W\) - работа, \(q_1\) и \(q_2\) - заряды, \(r\) - расстояние между ними, \(\epsilon_0\) - электрическая постоянная.

В данной задаче нужно найти работу для переноса заряда \(10^{-7}\) Кл на заряженную сферу радиусом 0,15 м, которая имеет заряд \(2/3 \cdot 10^{-7}\) Кл, от точки, находящейся на расстоянии 0,25 м от поверхности сферы.

Подставив значения в формулу, получим:

\[W = \dfrac{1}{4\pi\epsilon_0}\dfrac{(10^{-7})(2/3 \cdot 10^{-7})}{0.25 + 0.15}\]

После математических вычислений, получаем:

\[W \approx 2.5 \, \text{мДж}\]

Таким образом, нужно выполнить около 2.5 миллиджоулей работы для переноса заряда на сферу.

Дополнительный материал:
Заряды \(q_1 = 10^{-7}\) Кл и \(q_2 = 2/3 \cdot 10^{-7}\) Кл разделены расстоянием \(r = 0.4\) м. Посчитайте работу, необходимую для перемещения заряда \(q_1\) к \(q_2\).

Совет:
При решении задач по электростатике, всегда следите за единицами измерения и внимательно выполняйте вычисления, чтобы избежать ошибок.

Задание для закрепления:
Какая работа необходима для перемещения заряда \(2 \times 10^{-8}\) Кл от точки, находящейся на расстоянии 0,3 м от заряженной сферы радиусом 0,2 м, которая имеет заряд \(5 \times 10^{-9}\) Кл? Варианты ответов: 0.15 мДж, 0.3 мДж, 0.6 мДж, 1.2 мДж.

Предмет вопроса: Работа и энергия взаимодействия зарядов

Объяснение:
Для решения данной задачи, нам необходимо вычислить работу, которую нужно выполнить, чтобы перенести заряд на заряженную сферу.

Работа (W) может быть вычислена как произведение заряда (Q) на разность потенциалов (ΔV). В данном случае, мы имеем разность потенциалов между точкой и поверхностью сферы.

Разность потенциалов можно найти с помощью формулы:

ΔV = k * |Q| / r

где k - постоянная Кулона, |Q| - модуль заряда сферы, r - расстояние между точкой и поверхностью сферы.


В данной задаче, модуль заряда сферы |Q| равен 2/3 * 10^(-7) Кл, а расстояние r равно 0,25 м. Подставляя эти значения в формулу, получаем:

ΔV = k * (2/3 * 10^(-7)) / 0,25

Теперь, зная разность потенциалов ΔV, работу W можно найти, умножив ΔV на заряд, который нужно перенести:

W = ΔV * Q

W = (k * (2/3 * 10^(-7)) / 0,25) * 10^(-7)

Вычисляя данное выражение, получаем ответ.

Например: Для переноса заряда 10^(-7) Кл на заряженную сферу радиусом 0,15 м, которая имеет заряд 2/3 * 10^(-7) Кл, от точки, находящейся на расстоянии 0,25 м от поверхности сферы, необходимо выполнить работу 25 мДж.

Совет: Чтобы лучше понять работу и энергию взаимодействия зарядов, рекомендуется изучить электростатику и законы Кулона. Это поможет вам более глубоко понять физическое явление и правильно использовать соответствующие формулы. Постарайтесь разобраться в основных понятиях и законах, связанных с электричеством и зарядами.

Задание для закрепления: Какая работа должна быть выполнена для переноса заряда 5 * 10^(-7) Кл на заряженную сферу радиусом 0,2 м, которая имеет заряд 1/4 * 10^(-7) Кл, от точки, находящейся на расстоянии 0,3 м от поверхности сферы?