5. Какова разница потенциалов электростатического поля между точками В для двух точечных зарядов q1=-20 нКл и q=30 нКл, которые расположены в вакууме в точках А и Е (см. рисунок 21)?
Svetlyachok_V_Trave
Хорошо! Давайте решим эту задачу поэтапно.
Шаг 1: Изначально, нам нужно найти расстояние между точками В и А (d1) и между точками В и Е (d2). Выглядит так, что эта информация не дана в задаче, поэтому предположим, что эти расстояния равны \( d1 = d2 = d \).
Шаг 2: Для решения этой задачи, используем закон Кулона, который говорит, что сила (F) между двумя точечными зарядами (q1 и q2) пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для закона Кулона выглядит следующим образом:
\[ F = \frac{k \cdot q1 \cdot q2}{d^{2}} \]
где k - постоянная Кулона (\( k \approx 9 \times 10^9 \, Н \cdot м^2/Кл^2 \)).
Шаг 3: Теперь, когда у нас есть формула для силы между зарядами, мы можем найти силу между зарядами \( q_1 \) и \( q_2 \) при помощи этой формулы. Отметим, что эта сила будет направлена от \( q_1 \) к \( q_2 \) или от \( q_2 \) к \( q_1 \), в зависимости от знаков зарядов.
\[ F = \frac{(9 \times 10^9) \cdot (-20 \times 10^{-9}) \cdot (30 \times 10^{-9})}{d^{2}} \]
\[ F = \frac{-6 \times 10^{-11}}{d^{2}} \]
Шаг 4: Теперь нам нужно найти разницу потенциалов между точками А и В, а также между точками Е и В. Для этого воспользуемся следующей формулой:
\[ V = \frac{W}{q} \]
где \( W \) - работа, \( V \) - потенциал, \( q \) - заряд.
Шаг 5: Работа (W) можно рассчитать, используя формулу:
\[ W = F \cdot d \]
Теперь рассчитаем разницу потенциалов между точками А и В:
\[ V_{АВ} = \frac{W_{АВ}}{q} = \frac{-6 \times 10^{-11} \cdot d}{-20 \times 10^{-9}} = \frac{3 \times 10^{-2} \cdot d}{10^{-5}} = 3 \times 10^{-3} \cdot d \]
Аналогично, найдем разницу потенциалов между точками Е и В:
\[ V_{ЕВ} = \frac{W_{ЕВ}}{q} = \frac{6 \times 10^{-11} \cdot d}{30 \times 10^{-9}} = \frac{2 \times 10^{-2} \cdot d}{10^{-6}} = 2 \times 10^{-4} \cdot d \]
Таким образом, разница потенциалов электростатического поля между точками В для двух точечных зарядов \( q1 = -20 \) нКл и \( q2 = 30 \) нКл равна \( V_{АВ} = 3 \times 10^{-3} \cdot d \) и \( V_{ЕВ} = 2 \times 10^{-4} \cdot d \) соответственно.
Шаг 1: Изначально, нам нужно найти расстояние между точками В и А (d1) и между точками В и Е (d2). Выглядит так, что эта информация не дана в задаче, поэтому предположим, что эти расстояния равны \( d1 = d2 = d \).
Шаг 2: Для решения этой задачи, используем закон Кулона, который говорит, что сила (F) между двумя точечными зарядами (q1 и q2) пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для закона Кулона выглядит следующим образом:
\[ F = \frac{k \cdot q1 \cdot q2}{d^{2}} \]
где k - постоянная Кулона (\( k \approx 9 \times 10^9 \, Н \cdot м^2/Кл^2 \)).
Шаг 3: Теперь, когда у нас есть формула для силы между зарядами, мы можем найти силу между зарядами \( q_1 \) и \( q_2 \) при помощи этой формулы. Отметим, что эта сила будет направлена от \( q_1 \) к \( q_2 \) или от \( q_2 \) к \( q_1 \), в зависимости от знаков зарядов.
\[ F = \frac{(9 \times 10^9) \cdot (-20 \times 10^{-9}) \cdot (30 \times 10^{-9})}{d^{2}} \]
\[ F = \frac{-6 \times 10^{-11}}{d^{2}} \]
Шаг 4: Теперь нам нужно найти разницу потенциалов между точками А и В, а также между точками Е и В. Для этого воспользуемся следующей формулой:
\[ V = \frac{W}{q} \]
где \( W \) - работа, \( V \) - потенциал, \( q \) - заряд.
Шаг 5: Работа (W) можно рассчитать, используя формулу:
\[ W = F \cdot d \]
Теперь рассчитаем разницу потенциалов между точками А и В:
\[ V_{АВ} = \frac{W_{АВ}}{q} = \frac{-6 \times 10^{-11} \cdot d}{-20 \times 10^{-9}} = \frac{3 \times 10^{-2} \cdot d}{10^{-5}} = 3 \times 10^{-3} \cdot d \]
Аналогично, найдем разницу потенциалов между точками Е и В:
\[ V_{ЕВ} = \frac{W_{ЕВ}}{q} = \frac{6 \times 10^{-11} \cdot d}{30 \times 10^{-9}} = \frac{2 \times 10^{-2} \cdot d}{10^{-6}} = 2 \times 10^{-4} \cdot d \]
Таким образом, разница потенциалов электростатического поля между точками В для двух точечных зарядов \( q1 = -20 \) нКл и \( q2 = 30 \) нКл равна \( V_{АВ} = 3 \times 10^{-3} \cdot d \) и \( V_{ЕВ} = 2 \times 10^{-4} \cdot d \) соответственно.
Знаешь ответ?