Какой объём работы силы электростатического поля при перемещении заряда q=7 * 10^-8 Кл в однородном электрическом поле

Тема вопроса: Работа силы электростатического поля

Пояснение: Работа силы электростатического поля (работа поля) определяется как произведение модуля силы, направленной по пути перемещения, и пути перемещения.
Общая формула для расчета работы поля выглядит следующим образом: W = F * s * cos(α), где W - работа поля, F - модуль силы электростатического поля, направленной по пути перемещения, s - путь перемещения, α - угол между направлением силовых линий и направлением перемещения.

Пример:

а) Направление перемещения совпадает с направлением поля:
В этом случае угол α равен 0 градусов, поскольку направление перемещения совпадает с направлением силовых линий. Таким образом, α = 0.
Подставляя известные значения в формулу W = F * s * cos(α), получаем:
W = (6 * 10^5 В/м) * (10 м) * cos(0) = 6 * 10^6 Дж.

б) Направление перемещения составляет угол α = 60 градусов с направлением силовых линий:
В этом случае угол α равен 60 градусов.
Подставляя известные значения в формулу W = F * s * cos(α), получаем:
W = (6 * 10^5 В/м) * (10 м) * cos(60) ≈ 3 * 10^6 Дж.

Совет: Для расчетов работы силы электростатического поля важно учитывать как модуль силы, так и угол между направлением силовых линий и направлением перемещения. Угол можно определить посредством геометрического или тригонометрического анализа, в зависимости от условий задачи.

Дополнительное задание:
Найдите работу силы электростатического поля при перемещении заряда q = 8 * 10^-9 Кл в однородном электрическом поле из точки 1 в точку 2, если:
а) направление перемещения совпадает с направлением поля;
б) направление перемещения составляет угол α = 45 градусов с направлением силовых линий.
Даны следующие значения: напряженность поля E = 2 * 10^5 В/м и перемещение s = 5 м.

Содержание вопроса: Работа электростатического поля

Описание: Работа электростатического поля вычисляется как произведение модуля силы, приложенной к заряду, на перемещение этого заряда в направлении силы. Работа, совершенная силой электростатического поля, определяет количество энергии, переданной или совершенной полем. Формула для расчета работы силы электростатического поля задается следующим образом:

\(W = F \cdot s \cdot \cos \theta\)

Где \(W\) - работа, \(F\) - сила, \(s\) - перемещение и \(\theta\) - угол между направлением силы и направлением перемещения.

Демонстрация:

а) В данном случае, если направление перемещения заряда совпадает с направлением поля (\(\theta = 0^\circ\)), то угол между направлением силы и перемещения будет равным \(0^\circ\). Подставляем данные значения в формулу:

\(W = (7 \times 10^{-8} \, \text{Кл}) \cdot (6 \times 10^5 \, \text{В/м}) \cdot (10 \, \text{м}) \cdot \cos 0^\circ = 4.2 \, \text{Дж}\)

б) В данном случае, если направление перемещения заряда составляет угол \(60^\circ\) с направлением силовых линий (\(\theta = 60^\circ\)), то угол между направлением силы и перемещения будет равным \(60^\circ\). Подставляем данные значения в формулу:

\(W = (7 \times 10^{-8} \, \text{Кл}) \cdot (6 \times 10^5 \, \text{В/м}) \cdot (10 \, \text{м}) \cdot \cos 60^\circ = 2.1 \, \text{Дж}\)

Совет: Для лучшего понимания работы электростатического поля, рекомендуется ознакомиться с определениями и формулами, связанными с электростатикой и электрическими полями. Понимание понятий, таких как энергия, сила, напряженность поля, а также умение работать с углами и тригонометрией, будет полезным при решении подобных задач.

Задание для закрепления: Как изменится работа электростатического поля, если перемещение заряда происходит против направления поля (\(\theta = 180^\circ\))? Подставьте значения в формулу и рассчитайте.