Какова потенциальная энергия системы зарядов, если точечные заряды

Question

Физика: 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 · Accepted Answer

Для решения данной задачи необходимо знать формулу для расчета потенциальной энергии системы зарядов. Формула для потенциальной энергии системы двух точечных зарядов имеет вид:

U = \frac{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} / К л^{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 м к к л

,

q_{2} = 2 м к к л

и

q_{3} = 3 м к к л

. 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} = \frac{k \cdot | q_{1} \cdot q_{2} |}{r} = \frac{9 \cdot 10^{9} \cdot | 1 \cdot 2 |}{0, 1} = 180 \cdot 10^{9} Д ж

2) Потенциальная энергия между зарядами

q_{1}

и

q_{3}

:

U_{13} = \frac{k \cdot | q_{1} \cdot q_{3} |}{r} = \frac{9 \cdot 10^{9} \cdot | 1 \cdot 3 |}{0, 1} = 270 \cdot 10^{9} Д ж

3) Потенциальная энергия между зарядами

q_{2}

и

q_{3}

:

U_{23} = \frac{k \cdot | q_{2} \cdot q_{3} |}{r} = \frac{9 \cdot 10^{9} \cdot | 2 \cdot 3 |}{0, 1} = 540 \cdot 10^{9} Д ж

Теперь сложим полученные значения:

U_{системы} = U_{12} + U_{13} + U_{23} = 180 \cdot 10^{9} + 270 \cdot 10^{9} + 540 \cdot 10^{9} = 990 \cdot 10^{9} Д ж

Таким образом, потенциальная энергия системы зарядов составляет

990 \cdot 10^{9} Д ж

. Округлим данный ответ до целого числа и получим окончательный результат:

990 Д ж

.

Какова потенциальная энергия системы зарядов, если точечные заряды 1, 2 и 3 мккл расположены в вершинах правильного

Орех

О проекте

Предметы

Задать вопрос

Привет!