1) Найдите напряженность электрического поля и его потенциал в середине отрезка AB в равнобедренном прямоугольном треугольнике АВС (с прямым углом C), где в вершинах А, В и С расположены точечные заряды Q1, Q2 и Q3 соответственно.
2) Определите силу, действующую на заряд Q3.
3) Найдите энергию взаимодействия между этими тремя зарядами.
4) Рассчитайте работу, совершенную силами электрического поля при перемещении зарядов Q1 и Q2.
Известно, что Q1 = -4 мкКл, Q2 = 1 мкКл, Q3 = 4 мкКл, и стороны АВ и AC равны 15 см.
2) Определите силу, действующую на заряд Q3.
3) Найдите энергию взаимодействия между этими тремя зарядами.
4) Рассчитайте работу, совершенную силами электрического поля при перемещении зарядов Q1 и Q2.
Известно, что Q1 = -4 мкКл, Q2 = 1 мкКл, Q3 = 4 мкКл, и стороны АВ и AC равны 15 см.
Артемовна
Давайте решим каждую задачу по очереди.
1) Для нахождения напряженности электрического поля и его потенциала в середине отрезка AB, мы можем использовать принцип суперпозиции. Для начала найдем напряженность электрического поля каждого заряда в этой точке.
Напряженность поля создаваемого первым зарядом Q1 (заряд в точке A) можно найти с помощью формулы:
\[ E_1 = \frac{{k \cdot |Q1|}}{{r_1^2}} \],
где k - постоянная Кулона, |Q1| - абсолютное значение заряда Q1 и \( r_1 \) - расстояние от точки A до середины отрезка AB.
Напряженность поля создаваемого вторым зарядом Q2 (заряд в точке B) можно найти аналогичным образом:
\[ E_2 = \frac{{k \cdot |Q2|}}{{r_2^2}} \],
где |Q2| - абсолютное значение заряда Q2 и \( r_2 \) - расстояние от точки B до середины отрезка AB.
Общая напряженность электрического поля в середине отрезка AB будет равна сумме напряженностей, создаваемых каждым зарядом:
\[ E = E_1 + E_2 \].
Теперь, чтобы найти потенциал в середине отрезка AB, мы можем использовать формулу:
\[ V = k \cdot \left( \frac{{Q1}}{{r_1}} + \frac{{Q2}}{{r_2}} \right) \],
где Q1 и Q2 - заряды в точках A и B соответственно, а \( r_1 \) и \( r_2 \) - расстояния от точек A и B до середины отрезка AB.
Это решение обеспечивает детальное объяснение каждого шага и поможет школьнику понять, как именно мы пришли к ответу.
2) Чтобы определить силу, действующую на заряд Q3, мы можем использовать формулу для силы между двумя точечными зарядами:
\[ F = \frac{{k \cdot |Q1| \cdot |Q3|}}{{r_{13}^2}} \],
где k - постоянная Кулона, |Q1| и |Q3| - абсолютные значения зарядов Q1 и Q3 соответственно, а \( r_{13} \) - расстояние между зарядами Q1 и Q3.
3) Чтобы найти энергию взаимодействия между этими тремя зарядами, мы можем использовать формулу:
\[ U = \frac{{k \cdot |Q1| \cdot |Q2|}}{{r_{12}}} + \frac{{k \cdot |Q2| \cdot |Q3|}}{{r_{23}}} + \frac{{k \cdot |Q1| \cdot |Q3|}}{{r_{13}}} \],
где k - постоянная Кулона, |Q1|, |Q2| и |Q3| - абсолютные значения зарядов Q1, Q2 и Q3 соответственно, а \( r_{12} \), \( r_{23} \) и \( r_{13} \) - расстояния между парами зарядов Q1 и Q2, Q2 и Q3, Q1 и Q3 соответственно.
4) Для расчета работы, совершенной силами электрического поля при перемещении зарядов Q1 и Q2, мы можем использовать формулу:
\[ W = Q1 \cdot (V_{final} - V_{initial}) + Q2 \cdot (V_{final} - V_{initial}) \],
где Q1 и Q2 - заряды Q1 и Q2, \( V_{final} \) и \( V_{initial} \) - конечный и начальный потенциалы соответственно.
Надеюсь, эти пошаговые решения помогут вам понять решение каждой задачи. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать.
1) Для нахождения напряженности электрического поля и его потенциала в середине отрезка AB, мы можем использовать принцип суперпозиции. Для начала найдем напряженность электрического поля каждого заряда в этой точке.
Напряженность поля создаваемого первым зарядом Q1 (заряд в точке A) можно найти с помощью формулы:
\[ E_1 = \frac{{k \cdot |Q1|}}{{r_1^2}} \],
где k - постоянная Кулона, |Q1| - абсолютное значение заряда Q1 и \( r_1 \) - расстояние от точки A до середины отрезка AB.
Напряженность поля создаваемого вторым зарядом Q2 (заряд в точке B) можно найти аналогичным образом:
\[ E_2 = \frac{{k \cdot |Q2|}}{{r_2^2}} \],
где |Q2| - абсолютное значение заряда Q2 и \( r_2 \) - расстояние от точки B до середины отрезка AB.
Общая напряженность электрического поля в середине отрезка AB будет равна сумме напряженностей, создаваемых каждым зарядом:
\[ E = E_1 + E_2 \].
Теперь, чтобы найти потенциал в середине отрезка AB, мы можем использовать формулу:
\[ V = k \cdot \left( \frac{{Q1}}{{r_1}} + \frac{{Q2}}{{r_2}} \right) \],
где Q1 и Q2 - заряды в точках A и B соответственно, а \( r_1 \) и \( r_2 \) - расстояния от точек A и B до середины отрезка AB.
Это решение обеспечивает детальное объяснение каждого шага и поможет школьнику понять, как именно мы пришли к ответу.
2) Чтобы определить силу, действующую на заряд Q3, мы можем использовать формулу для силы между двумя точечными зарядами:
\[ F = \frac{{k \cdot |Q1| \cdot |Q3|}}{{r_{13}^2}} \],
где k - постоянная Кулона, |Q1| и |Q3| - абсолютные значения зарядов Q1 и Q3 соответственно, а \( r_{13} \) - расстояние между зарядами Q1 и Q3.
3) Чтобы найти энергию взаимодействия между этими тремя зарядами, мы можем использовать формулу:
\[ U = \frac{{k \cdot |Q1| \cdot |Q2|}}{{r_{12}}} + \frac{{k \cdot |Q2| \cdot |Q3|}}{{r_{23}}} + \frac{{k \cdot |Q1| \cdot |Q3|}}{{r_{13}}} \],
где k - постоянная Кулона, |Q1|, |Q2| и |Q3| - абсолютные значения зарядов Q1, Q2 и Q3 соответственно, а \( r_{12} \), \( r_{23} \) и \( r_{13} \) - расстояния между парами зарядов Q1 и Q2, Q2 и Q3, Q1 и Q3 соответственно.
4) Для расчета работы, совершенной силами электрического поля при перемещении зарядов Q1 и Q2, мы можем использовать формулу:
\[ W = Q1 \cdot (V_{final} - V_{initial}) + Q2 \cdot (V_{final} - V_{initial}) \],
где Q1 и Q2 - заряды Q1 и Q2, \( V_{final} \) и \( V_{initial} \) - конечный и начальный потенциалы соответственно.
Надеюсь, эти пошаговые решения помогут вам понять решение каждой задачи. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать.
Знаешь ответ?