Какова напряженность поля E и потенциал в точке А, если тонкий однородный стержень имеет длину L = 110 см, заряжен равномерно с линейной плотностью заряда 10 нКл/м, и точка А находится на расстоянии a = 50 см вправо и b = 120 см вверх от правого края стержня?
Olga
Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся формулы для вычисления напряженности поля и потенциала точечного заряда, а затем мы применим их к нашей конкретной ситуации.
Напряженность поля в точке, создаваемого зарядом на стержне, можно вычислить с помощью формулы для однородно заряженного стержня:
где - постоянная Кулона ( ), - линейная плотность заряда, - расстояние от точки до стержня.
Потенциал в точке А можно вычислить с помощью формулы для точечного заряда:
где - постоянная Кулона, - заряд, - расстояние от точки до заряда.
Давайте применим эти формулы к нашей задаче.
1) Вычислим напряженность поля в точке А.
У нас тонкий однородный стержень с линейной плотностью заряда .
Расстояние от точки А до стержня можно найти, используя теорему Пифагора:
Теперь можем вычислить напряженность поля :
Таким образом, напряженность поля в точке А равна 60 Н/м.
2) Вычислим потенциал в точке А.
У нас тонкий однородный стержень с линейной плотностью заряда .
Расстояние от точки А до стержня равно 1.5 м (как мы рассчитали ранее).
Теперь можем вычислить потенциал :
Таким образом, потенциал в точке А также равен 60 Н/м.
Итак, ответ на задачу:
Напряженность поля в точке А составляет 60 Н/м, а потенциал в точке А также равен 60 Н/м. В своих расчетах мы использовали формулы для однородно заряженного стержня и точечного заряда, и соответствующие значения были подставлены в эти формулы.
Напряженность поля
где
Потенциал
где
Давайте применим эти формулы к нашей задаче.
1) Вычислим напряженность поля
У нас тонкий однородный стержень с линейной плотностью заряда
Расстояние от точки А до стержня
Теперь можем вычислить напряженность поля
Таким образом, напряженность поля
2) Вычислим потенциал
У нас тонкий однородный стержень с линейной плотностью заряда
Расстояние от точки А до стержня
Теперь можем вычислить потенциал
Таким образом, потенциал
Итак, ответ на задачу:
Напряженность поля
Знаешь ответ?