Какую деятельность необходимо выполнить для перемещения заряда 10^(-7) Кл на заряженную сферу радиусом 0,15 м, имеющую
Какую деятельность необходимо выполнить для перемещения заряда 10^(-7) Кл на заряженную сферу радиусом 0,15 м, имеющую заряд 2/3 * 10^(-7) Кл, с точки, находящейся на расстоянии 0,25 м от поверхности сферы?
31.05.2024 12:08
Пояснение: Для перемещения заряда на заряженную сферу мы должны выполнить работу против силы электростатического отталкивания между исходным и конечным зарядами. Эта работа определяется разностью потенциалов между точкой исходного заряда и поверхностью сферы.
Сначала мы должны вычислить потенциал точки исходного заряда, чтобы найти разность потенциалов между этой точкой и поверхностью сферы. С помощью формулы для потенциала точечного заряда, который равен k*(Q/r), где k - постоянная Кулона (9*10^9 Н*м^2/Кл^2), Q - заряд, r - расстояние между точкой и зарядом, мы можем найти потенциал точки с расстоянием 0,25 м от поверхности сферы.
После этого мы можем найти разность потенциалов между исходным зарядом и поверхностью сферы, вычитая потенциал сферы из потенциала исходного заряда.
Итак, работа, которую нужно выполнить для перемещения заряда 10^(-7) Кл на заряженную сферу радиусом 0,15 м, будет равна разности потенциалов, умноженной на заряд.
Например: Для нашей задачи, потенциал точки исходного заряда можно вычислить, используя формулу: V = k*(Q/r) = (9*10^9 Н*м^2/Кл^2)*(10^(-7) Кл / 0,25 м)
Как результат, потенциал точки исходного заряда равен 3,6*10^9 В.
Далее, мы должны найти потенциал сферы, используя ту же формулу: V = k*(Q/r) = (9*10^9 Н*м^2/Кл^2)*((2/3)*10^(-7) Кл / 0,15 м)
Как результат, потенциал сферы равен 1,2*10^10 В.
Разность потенциалов между исходным зарядом и поверхностью сферы равна 1,2*10^10 В - 3,6*10^9 В = 8,4*10^9 В.
Таким образом, работа, которую нужно выполнить для перемещения заряда 10^(-7) Кл на заряженную сферу радиусом 0,15 м, составляет (8,4*10^9 В)*(10^(-7) Кл) = 8,4 Дж.
Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить основные понятия электростатики и формулы для потенциала и работы в электростатике. Также полезно освоить способы вычисления потенциала и деление деление потенциала на заряд для получения работы.
Ещё задача: Какую работу нужно выполнить для перемещения заряда 2*10^(-6) Кл на заряженную сферу радиусом 0,5 м, имеющую заряд 5*10^(-6) Кл, с точки, находящейся на расстоянии 0,75 м от поверхности сферы?