Как найти работу силы поля и изменения потенциальной и кинетической энергий точечного заряда q = 5,0 нКл, который перемещается в однородном электростатическом поле с напряжённостью E равной 40 кВ/см, при смещении на расстояние Δr = 8,0 см под углом α = 60° к линиям напряжённости поля при условии, что внешняя сила обеспечивает только прямолинейность его движения?
Путешественник_Во_Времени
Дано:
нКл
кВ/см
см
1. Нахождение работы силы поля:
Работа силы поля вычисляется по формуле:
2. Найдем изменение потенциальной энергии :
Потенциальная энергия точечного заряда в электростатическом поле равна:
Поскольку работа силы поля равна разности потенциальной энергии, изменение потенциальной энергии будет равно разности потенциальной энергии в конечной и начальной точке:
3. Найдем потенциальные энергии в начальной и конечной точках:
В начальной точке заряд находится на расстоянии от точки начала отсчета, а в конечной точке заряд переместился на это же расстояние, но под углом .
Таким образом, в начальной точке потенциальная энергия равна:
В конечной точке потенциальная энергия равна:
4. Вычислим работу силы поля:
5. Нахождение изменения кинетической энергии:
Поскольку внешняя сила обеспечивает только прямолинейность движения, изменение кинетической энергии будет равно нулю.
Таким образом, обработав все шаги, мы можем найти работу силы поля и изменение потенциальной энергии для данной задачи.
1. Нахождение работы силы поля:
Работа силы поля вычисляется по формуле:
2. Найдем изменение потенциальной энергии
Потенциальная энергия точечного заряда в электростатическом поле равна:
Поскольку работа силы поля равна разности потенциальной энергии, изменение потенциальной энергии будет равно разности потенциальной энергии в конечной и начальной точке:
3. Найдем потенциальные энергии в начальной и конечной точках:
В начальной точке заряд находится на расстоянии
Таким образом, в начальной точке потенциальная энергия равна:
В конечной точке потенциальная энергия равна:
4. Вычислим работу силы поля:
5. Нахождение изменения кинетической энергии:
Поскольку внешняя сила обеспечивает только прямолинейность движения, изменение кинетической энергии будет равно нулю.
Таким образом, обработав все шаги, мы можем найти работу силы поля и изменение потенциальной энергии для данной задачи.
Знаешь ответ?