Какая работа силы поля будет выполнена при перемещении заряда q с его исходного положения на поверхность шара, если

Разберем эту задачу пошагово:

1. Сначала найдем силу, действующую на заряд \(q\) со стороны электрического поля, созданного металлическим шаром.

Известно, что сила поля, действующая на заряд в электростатическом поле, равна произведению заряда на величину поля:

\[F = qE\]

Где \(F\) - сила, \(q\) - заряд, \(E\) - интенсивность электрического поля.

2. Для нахождения силы поля, учитываемой достаточно близкими зарядами металлического шара, мы можем использовать формулу для интенсивности электрического поля внутри сферического проводящего шара:

\[E = \frac{kq}{r^2}\]

Где \(E\) - интенсивность электрического поля, \(k\) - постоянная Кулона, \(q\) - заряд на шаре, \(r\) - его радиус.

3. Поскольку в задаче сказано, что заряд \(q\) находится на расстоянии \(a\) от поверхности шара, полная сила на заряд будет равна силе поля, умноженной на последний:

\[F = q \cdot E = q \cdot \frac{kq}{r^2}\]

4. Теперь, чтобы найти работу силы поля, выполненную при перемещении заряда от его исходного положения до поверхности шара, мы должны вычислить работу по формуле:

\[W = Fs\cos\theta\]

Где \(W\) - работа, \(F\) - сила, \(s\) - перемещение заряда, \(\theta\) - угол между направлением силы и направлением перемещения.

5. В данном случае, поскольку сила \(F\) и перемещение \(s\) направлены в противоположных направлениях, угол \(\theta\) будет 180 градусов (\(\cos 180^\circ = -1\)). Таким образом, формула для работы упрощается:

\[W = -Fs\]

6. Подставим значения в формулу:

\[W = -0,009 \cdot a\]

Таким образом, работа силы поля будет равна \(-0,009a\) или просто \(-0,009\) умножить на расстояние \(a\) от заряда до поверхности шара.

Надеюсь, это понятно! Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь спрашивать.