Какой потенциал и напряженность поля в точках b и с, находящихся от заряда 1.67*10^-7 кл на расстояниях 5см и 20см?

Тема: Электростатика и электрическое поле

Инструкция:

Чтобы решить данную задачу, мы должны использовать закон Кулона для определения потенциала и напряженности поля в разных точках. Закон Кулона гласит, что сила притяжения или отталкивания между двумя точечными зарядами пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для расчета этой силы:

F = k * (q1 * q2) / r^2,

где F - сила в ньютонах (Н), k - постоянная Кулона, q1 и q2 - величины зарядов в кулонах (Кл), r - расстояние между зарядами в метрах (м).

Для расчета потенциала и напряженности поля мы используем следующие формулы:

Потенциал поля (V) в точке, вызванного зарядом q2:

V = k * q2 / r,

где V - потенциал в вольтах (В), k - постоянная Кулона, q2 - величина заряда в кулонах (Кл), r - расстояние между зарядом и точкой в метрах (м).

Напряженность поля (E) в точке, вызванного зарядом q2:

E = F / q2 = k * q1 / r^2,

где E - напряженность поля в вольтах на метр (В/м), F - сила в ньютонах (Н), k - постоянная Кулона, q1 - величина заряда, вызывающего поле, в кулонах (Кл), r - расстояние между зарядом и точкой в метрах (м).

Работа электрических сил (W) при перемещении заряда из точки b в точку с:

W = q2 * (Vc - Vb),

где W - работа электрических сил в джоулях (Дж), q2 - величина заряда в кулонах (Кл), Vc - потенциал в точке c, вызванный зарядом q2, в вольтах (В), Vb - потенциал в точке b, вызванный зарядом q2, в вольтах (В).

Пример использования:
let
q1 = 1.67*10^-7 Кл,
r1 = 5 см = 0.05 м,
r2 = 20 см = 0.2 м.

Мы можем рассчитать значение потенциала и напряженности поля в точках b и с, используя формулы, описанные выше.

1. Для точки b:
Vb = (k * q1) / r1,
Eb = (k * q1) / r1^2.

2. Для точки c:
Vc = (k * q1) / r2,
Ec = (k * q1) / r2^2.

Теперь мы можем рассчитать работу электрических сил при перемещении заряда из точки b в точку с:

W = q2 * (Vc - Vb).

Совет:
Для более легкого понимания электростатики и электрического поля рекомендуется изучить основные понятия и законы, такие как закон Кулона, потенциал и напряженность поля, а также уметь применять математические формулы в решении задач.

Практика:
Задача: Два маленьких шарика, заряженных с одинаковой величиной 2*10^-6 Кл, находятся на расстоянии 10 см друг от друга. Рассчитайте работу электрических сил при перемещении одного из шариков на расстояние 2 м в противоположную сторону от остальных.