Какое расстояние между двумя неподвижными зарядами q1 = - 2 ∙ 10-9 кл и q2 = 10-9 кл, где напряженность поля равна

Какое расстояние между двумя неподвижными зарядами q1 = - 2 ∙ 10-9 кл и q2 = 10-9 кл, где напряженность поля равна нулю? (a) Нарисуйте поясняющую схему. (b) (i) Напишите формулу для определения напряженности поля точечного заряда. (ii) Примените эту формулу для решения. (iii) Выразите искомое расстояние и вычислите его.
Волшебник

Волшебник

Конечно, я могу помочь вам с этой задачей.

(a) Нарисуйте поясняющую схему:

\[
\begin{array}{ccc}
\boxed{q_1} & & \boxed{q_2} \\
& \longrightarrow & \\
& & \boxed{D}
\end{array}
\]

На схеме выше мы имеем два заряда \(q_1\) и \(q_2\), расположенные на расстоянии \(D\) друг от друга.

(b) (i) Напишите формулу для определения напряженности поля точечного заряда:

Формула напряженности \(E\), созданного точечным зарядом, задается следующим образом:

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

где \(k\) - постоянная Кулона (\(k = 9 \times 10^9 \, \text{{Нм}}^2/\text{{Кл}}^2\)), \(q\) - заряд точечного заряда, а \(r\) - расстояние от заряда до точки, где определяется напряженность.

(ii) Примените эту формулу для решения:

Поскольку напряженность поля равна нулю, то \(E = 0\), следовательно,

\[
\begin{align*}
\frac{{k \cdot q_1}}{{r^2}} & = 0 \\
\frac{{-2 \times 10^{-9} \, \text{{Кл}} \times k}}{{r^2}} + \frac{{10^{-9} \, \text{{Кл}} \times k}}{{r^2}} & = 0
\end{align*}
\]

Обратите внимание, что заряд \(q_1\) вносит отрицательный вклад, а заряд \(q_2\) положительный.

(iii) Выразите искомое расстояние и вычислите:

Общий знаменатель \(r^2\) можно вынести за скобки:

\[
\frac{{(10 - 2) \times 10^{-9} \, \text{{Кл}} \times k}}{{r^2}} = 0
\]

Учитывая, что знаменатель не является нулевым, методом деления обеих сторон уравнения на этот знаменатель можно избавиться:

\[
10 \times 10^{-9} \, \text{{Кл}} \times k = 2 \times 10^{-9} \, \text{{Кл}} \times k
\]

Попутно отбрасываем \(r^2\) как сомножители:

\[
10 = 2
\]

Такое уравнение не имеет решения. Следовательно, расстояние между зарядами, при котором напряженность поля будет равна нулю, не существует.

Пожалуйста, дайте мне знать, если у вас есть еще вопросы или если мне что-то нужно пояснить.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello