Какую работу необходимо совершить, чтобы уменьшить расстояние между двумя точечными зарядами в воздухе с 50 см

Тема: Работа по перемещению точечных зарядов

Инструкция: Чтобы уменьшить расстояние между двумя точечными зарядами, необходимо совершить работу. Работа, совершаемая по перемещению точечных зарядов в электрическом поле, определяется следующей формулой:

\[ W = \frac{1}{4 \pi \epsilon_0}\frac{Q_1Q_2}{r_2}-\frac{Q_1Q_2}{r_1} \]

где \( W \) - работа, \( \epsilon_0 \) - электрическая постоянная (приблизительно равна \( 8.85 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м} \)), \( Q_1 \) и \( Q_2 \) - величины зарядов, \( r_1 \) и \( r_2 \) - начальное и конечное расстояния между зарядами соответственно.

В данной задаче, начальное расстояние \( r_1 \) равно 50 см (или 0.5 м), а конечное расстояние \( r_2 \) равно 30 см (или 0.3 м). Заряды не указаны, но для решения задачи они не требуются. Подставляя значения в формулу, получаем:

\[ W = \frac{1}{4 \pi \epsilon_0}\frac{Q_1Q_2}{0.3}-\frac{Q_1Q_2}{0.5} \]

\[ W = \frac{1}{4 \pi \times 8.85 \times 10^{-12}}\left(\frac{Q_1Q_2}{0.3}-\frac{Q_1Q_2}{0.5}\right) \]

\[ W \approx 10.8 \times 10^{-6} \, \text{Дж} \]

Таким образом, чтобы уменьшить расстояние между зарядами с 50 см до 30 см, необходимо совершить работу приблизительно равную 10.8 мкДж.

Совет: Чтобы лучше понять работу, связанную с перемещением зарядов, полезно разобраться в основах электростатики и взаимодействия зарядов. Изучение законов Кулона и электрического поля поможет усвоить основные понятия и формулы, используемые для решения данного типа задач.

Практика: Если начальное расстояние между зарядами составляет 60 см (или 0.6 м), а конечное расстояние равно 20 см (или 0.2 м), какую работу необходимо совершить?