1) Какую минимальную силу (в Н) необходимо приложить, чтобы удержать заряд -200 мкКл на отрицательной пластине неподвижным, если напряжение между двумя разноименно заряженными пластинами составляет 50 В при расстоянии между ними 2,5 мм?
2) Найдите работу (в мДж), выполняемую электрическим полем, если точечный заряд величиной 30 мкКл перемещается в точку с потенциалом, превышающим его исходный потенциал на 8 В, при условии однородности поля.
2) Найдите работу (в мДж), выполняемую электрическим полем, если точечный заряд величиной 30 мкКл перемещается в точку с потенциалом, превышающим его исходный потенциал на 8 В, при условии однородности поля.
Тимофей
Конечно, я помогу разобраться с этими задачами.
1) Для начала, посмотрим на формулы, которые нам понадобятся. В данной задаче нам понадобится формула для определения силы между двумя заряженными пластинами:
\[ F = \frac{{Q_1 \cdot Q_2}}{{4\pi \varepsilon \cdot r^2}} \]
где \(F\) - сила между пластинами, \(Q_1\) и \(Q_2\) - заряды пластин, \(\varepsilon\) - электрическая постоянная (примерное значение \(8,85 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м}\)), и \(r\) - расстояние между пластинами.
В данной задаче у нас имеется заряд -200 мкКл на отрицательной пластине. Для того чтобы удерживать его неподвижным, необходимо приложить силу, равную и противоположную по направлению, но с той же величиной. То есть, сила, которую мы ищем, будет равной \(|-200 \, \text{мкКл}| \cdot F\).
Мы можем выразить формулу для силы через напряжение, используя соотношение:
\[ V = \frac{{W}}{{Q}} \]
где \(V\) - напряжение, \(W\) - работа, \(Q\) - заряд.
Теперь мы можем записать уравнение для силы:
\[ V = \frac{{F \cdot d}}{{Q}} \]
где \(d\) - расстояние между пластинами.
Мы знаем, что напряжение составляет 50 В, а расстояние между пластинами равно 2,5 мм (или 0,0025 м).
Подставим известные значения в уравнение для силы:
\[ 50 = \frac{{F \cdot 0,0025}}{{-200 \, \text{мкКл}}} \]
Теперь можем решить ее относительно F:
\[ F = \frac{{50 \cdot -200 \, \text{мкКл}}}{{0,0025}} \]
После вычислений получаем:
\[ F = -2 \, \text{Н} \]
Таким образом, чтобы удержать заряд -200 мкКл на отрицательной пластине неподвижным, необходимо приложить минимальную силу -2 Н.
2) В данной задаче нам дано значение потенциала исходного заряда \(V_1\), значение потенциала конечного места \(V_2\) и заряд \(Q\). Работа, выполняемая электрическим полем при перемещении заряда, может быть вычислена по формуле:
\[ W = Q \cdot (V_2 - V_1) \]
Теперь мы можем подставить известные значения в формулу:
\[ W = 30 \, \text{мкКл} \cdot (8 \, \text{В}) \]
После вычислений получаем:
\[ W = 240 \, \text{мкДж} \]
Таким образом, работа, выполняемая электрическим полем при перемещении заряда, равна 240 мкДж.
1) Для начала, посмотрим на формулы, которые нам понадобятся. В данной задаче нам понадобится формула для определения силы между двумя заряженными пластинами:
\[ F = \frac{{Q_1 \cdot Q_2}}{{4\pi \varepsilon \cdot r^2}} \]
где \(F\) - сила между пластинами, \(Q_1\) и \(Q_2\) - заряды пластин, \(\varepsilon\) - электрическая постоянная (примерное значение \(8,85 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м}\)), и \(r\) - расстояние между пластинами.
В данной задаче у нас имеется заряд -200 мкКл на отрицательной пластине. Для того чтобы удерживать его неподвижным, необходимо приложить силу, равную и противоположную по направлению, но с той же величиной. То есть, сила, которую мы ищем, будет равной \(|-200 \, \text{мкКл}| \cdot F\).
Мы можем выразить формулу для силы через напряжение, используя соотношение:
\[ V = \frac{{W}}{{Q}} \]
где \(V\) - напряжение, \(W\) - работа, \(Q\) - заряд.
Теперь мы можем записать уравнение для силы:
\[ V = \frac{{F \cdot d}}{{Q}} \]
где \(d\) - расстояние между пластинами.
Мы знаем, что напряжение составляет 50 В, а расстояние между пластинами равно 2,5 мм (или 0,0025 м).
Подставим известные значения в уравнение для силы:
\[ 50 = \frac{{F \cdot 0,0025}}{{-200 \, \text{мкКл}}} \]
Теперь можем решить ее относительно F:
\[ F = \frac{{50 \cdot -200 \, \text{мкКл}}}{{0,0025}} \]
После вычислений получаем:
\[ F = -2 \, \text{Н} \]
Таким образом, чтобы удержать заряд -200 мкКл на отрицательной пластине неподвижным, необходимо приложить минимальную силу -2 Н.
2) В данной задаче нам дано значение потенциала исходного заряда \(V_1\), значение потенциала конечного места \(V_2\) и заряд \(Q\). Работа, выполняемая электрическим полем при перемещении заряда, может быть вычислена по формуле:
\[ W = Q \cdot (V_2 - V_1) \]
Теперь мы можем подставить известные значения в формулу:
\[ W = 30 \, \text{мкКл} \cdot (8 \, \text{В}) \]
После вычислений получаем:
\[ W = 240 \, \text{мкДж} \]
Таким образом, работа, выполняемая электрическим полем при перемещении заряда, равна 240 мкДж.
Знаешь ответ?