В какой точке электрическое поле имеет нулевое значение при расстоянии 1 между двумя статическими зарядами q1

Тема: Электрическое поле статических зарядов

Инструкция:
Электрическое поле создается вокруг зарядов и влияет на другие заряды. Электрическое поле представляет собой векторную величину, которая указывает на направление силы, действующей на положительный заряд, расположенный в данной точке пространства.

Нулевое значение электрического поля происходит в точке, где сумма векторных сил, обусловленных зарядами q1 и q2, равна нулю. То есть, для решения данной задачи, необходимо найти такую точку.

Для начала найдем направление вектора силы, действующей на заряд q1 со стороны заряда q2. Это будет вектор, направленный от q2 к q1. Знак зарядов показывает, что силы будут противоположны по направлению.

По формуле для силы Кулона можно найти модуль вектора силы. Формула следующая:

F = ke * |q1 * q2| / r^2,

где F - сила, ke - постоянная Кулона (8.99 * 10^9 Н * м^2/Кл^2), q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между зарядами.

Теперь приравняем модули этих векторов силы (предполагая, что заряды положительные, так как знак указан в конечном ответе):

|F1| = |F2|,

где F1 - вектор силы, действующий от q2 к q1, F2 - вектор силы, действующий от q1 к q2.

ke * |q1 * q2| / r^2 = ke * |q1 * q2| / (1^2),

откуда следует, что r = 1 метр.

Таким образом, нулевое значение электрического поля между зарядами q1 и q2 достигается при расстоянии r = 1 метр.

Пример использования:
Дано: q1 = -2 *10-9 Кл, q2 = 10-9 Кл
Найти: расстояние между двумя зарядами, при котором электрическое поле имеет нулевое значение.

Решение:
Используя формулу для силы Кулона:
F = ke * |q1 * q2| / r^2,
где F - сила, ke - постоянная Кулона (8.99 * 10^9 Н * м^2/Кл^2), q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между зарядами.

Подставляем значения в формулу:
10^(-9) = (8.99 * 10^9) * |(-2 * 10^(-9)) * (10^(-9))| / r^2,

Далее упрощаем:
r^2 = (8.99 * 10^9) * 2 * 10^(-9),
r^2 = 17.98,
r ≈ 4.24 метра.

Таким образом, для электрического поля между зарядами q1 = -2 *10^(-9) Кл и q2 = 10^(-9) Кл, нулевое значение достигается при расстоянии около 4.24 метра.

Совет: Для лучшего понимания электрического поля и сил, действующих между зарядами, рекомендуется изучить законы Кулона, поэтому регулярное чтение учебника и выполнение практических задач помогут закрепить концепции и формулы.

Упражнение:
Дано: заряд q1 = -3 * 10^(-6) Кл, заряд q2 = 6 * 10^(-6) Кл
Найдите расстояние между зарядами, при котором электрическое поле будет равно нулю.