Какова потенциальная энергия системы зарядов, если точечные заряды 1, 2 и 3 мккл расположены в вершинах правильного треугольника со стороной 0,1 м? Ответ округлите до целого числа.
Орех
Для решения данной задачи необходимо знать формулу для расчета потенциальной энергии системы зарядов. Формула для потенциальной энергии системы двух точечных зарядов имеет вид:
\[U = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r}\]
где:
\(U\) - потенциальная энергия системы зарядов,
\(k\) - постоянная Кулона, равная примерно \(9 \cdot 10^9 \, Н \cdot м^2/Кл^2\),
\(q_1\) и \(q_2\) - заряды двух точечных зарядов,
\(r\) - расстояние между зарядами.
В данной задаче у нас есть три точечных заряда. Пусть \(q_1 = 1\,мккл\), \(q_2 = 2\,мккл\) и \(q_3 = 3\,мккл\). Расстояние между зарядами в данной задаче равно стороне правильного треугольника, которая равна \(0,1\,м\).
Для расчета потенциальной энергии системы зарядов, нужно рассчитать потенциальную энергию каждой пары зарядов и сложить их:
1) Потенциальная энергия между зарядами \(q_1\) и \(q_2\):
\[U_{12} = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r} = \dfrac{9 \cdot 10^9 \cdot |1 \cdot 2|}{0,1} = 180 \cdot 10^9\,Дж\]
2) Потенциальная энергия между зарядами \(q_1\) и \(q_3\):
\[U_{13} = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_3|}{r} = \dfrac{9 \cdot 10^9 \cdot |1 \cdot 3|}{0,1} = 270 \cdot 10^9\,Дж\]
3) Потенциальная энергия между зарядами \(q_2\) и \(q_3\):
\[U_{23} = \dfrac{k \cdot |q_2 \cdot q_3|}{r} = \dfrac{9 \cdot 10^9 \cdot |2 \cdot 3|}{0,1} = 540 \cdot 10^9\,Дж\]
Теперь сложим полученные значения:
\[ U_{\text{системы}} = U_{12} + U_{13} + U_{23} = 180 \cdot 10^9 + 270 \cdot 10^9 + 540 \cdot 10^9 = 990 \cdot 10^9\,Дж\]
Таким образом, потенциальная энергия системы зарядов составляет \(990 \cdot 10^9\,Дж\). Округлим данный ответ до целого числа и получим окончательный результат: \(990\,Дж\).
\[U = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r}\]
где:
\(U\) - потенциальная энергия системы зарядов,
\(k\) - постоянная Кулона, равная примерно \(9 \cdot 10^9 \, Н \cdot м^2/Кл^2\),
\(q_1\) и \(q_2\) - заряды двух точечных зарядов,
\(r\) - расстояние между зарядами.
В данной задаче у нас есть три точечных заряда. Пусть \(q_1 = 1\,мккл\), \(q_2 = 2\,мккл\) и \(q_3 = 3\,мккл\). Расстояние между зарядами в данной задаче равно стороне правильного треугольника, которая равна \(0,1\,м\).
Для расчета потенциальной энергии системы зарядов, нужно рассчитать потенциальную энергию каждой пары зарядов и сложить их:
1) Потенциальная энергия между зарядами \(q_1\) и \(q_2\):
\[U_{12} = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r} = \dfrac{9 \cdot 10^9 \cdot |1 \cdot 2|}{0,1} = 180 \cdot 10^9\,Дж\]
2) Потенциальная энергия между зарядами \(q_1\) и \(q_3\):
\[U_{13} = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_3|}{r} = \dfrac{9 \cdot 10^9 \cdot |1 \cdot 3|}{0,1} = 270 \cdot 10^9\,Дж\]
3) Потенциальная энергия между зарядами \(q_2\) и \(q_3\):
\[U_{23} = \dfrac{k \cdot |q_2 \cdot q_3|}{r} = \dfrac{9 \cdot 10^9 \cdot |2 \cdot 3|}{0,1} = 540 \cdot 10^9\,Дж\]
Теперь сложим полученные значения:
\[ U_{\text{системы}} = U_{12} + U_{13} + U_{23} = 180 \cdot 10^9 + 270 \cdot 10^9 + 540 \cdot 10^9 = 990 \cdot 10^9\,Дж\]
Таким образом, потенциальная энергия системы зарядов составляет \(990 \cdot 10^9\,Дж\). Округлим данный ответ до целого числа и получим окончательный результат: \(990\,Дж\).
Знаешь ответ?