Какова работа, необходимая для сближения двух точечных зарядов +4*10(-8) и +3*10(-8) Кл с дистанции 40 см до дистанции

Какова работа, необходимая для сближения двух точечных зарядов +4*10(-8) и +3*10(-8) Кл с дистанции 40 см до дистанции 15 см? Какие значения потенциалов зарядов будут в точках после сближения?
Sverkayuschiy_Gnom

Sverkayuschiy_Gnom

Для решения данной задачи мы можем использовать понятие работы и потенциала.

Первым шагом определим работу, необходимую для сближения двух точечных зарядов. Работа \(W\) определяется как изменение потенциальной энергии системы. Для нашей системы зарядов работа будет равна разности потенциальных энергий стартовой и конечной точек.

Потенциальная энергия \(U\) между двумя точечными зарядами может быть вычислена с помощью следующей формулы:

\[U = \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r}\]

Где:
- \(U\) - потенциальная энергия
- \(k\) - постоянная Кулона, равная \(9 \cdot 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\)
- \(q_1\) и \(q_2\) - заряды точечных зарядов
- \(r\) - расстояние между зарядами

Исходя из нашей задачи, у нас есть два заряда: \(q_1 = +4 \cdot 10^{-8} \, \text{Кл}\) и \(q_2 = +3 \cdot 10^{-8} \, \text{Кл}\). Расстояние между зарядами изменяется от 40 см до 15 см.

Для начала, посчитаем работу, необходимую для сближения зарядов. Разность потенциальных энергий:

\[
W = U_{\text{нач}} - U_{\text{кон}}
\]

\[
W = \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r_{\text{нач}}} - \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r_{\text{кон}}}
\]

Подставляя значения, получаем:

\[
W = \frac{(9 \cdot 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2) \cdot |(4 \cdot 10^{-8} \, \text{Кл}) \cdot (3 \cdot 10^{-8} \, \text{Кл})|}{0.4 \, \text{м}} - \frac{(9 \cdot 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2) \cdot |(4 \cdot 10^{-8} \, \text{Кл}) \cdot (3 \cdot 10^{-8} \, \text{Кл})|}{0.15 \, \text{м}}
\]

Далее, решим полученное выражение и получим значение работы.

Теперь рассмотрим вторую часть задачи и найдем значения потенциалов зарядов в точках после сближения. Потенциал \(V\) в точке, создаваемый зарядом \(q\), определяется по формуле:

\[
V = \frac{k \cdot q}{r}
\]

где:
- \(V\) - потенциал
- \(k\) - постоянная Кулона
- \(q\) - заряд точечного заряда
- \(r\) - расстояние до точечного заряда

Мы можем использовать эту формулу для расчета потенциалов зарядов. Подставив значения зарядов и расстояний, мы можем посчитать значения потенциалов после сближения зарядов.

Первый заряд \(q_1\) будет иметь следующий потенциал в новой точке:

\[
V_1 = \frac{(9 \cdot 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2) \cdot (4 \cdot 10^{-8} \, \text{Кл})}{0.15 \, \text{м}}
\]

Аналогично, второй заряд \(q_2\) будет иметь следующий потенциал:

\[
V_2 = \frac{(9 \cdot 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2) \cdot (3 \cdot 10^{-8} \, \text{Кл})}{0.15 \, \text{м}}
\]

Подставляем значения и решаем полученные выражения, чтобы получить значения потенциалов зарядов после сближения.

Таким образом, чтобы ответить на данную задачу, нам нужно:

1. Рассчитать работу, необходимую для сближения двух зарядов, используя формулу работы.
2. Рассчитать значения потенциалов зарядов в точках после сближения, используя формулу потенциала.

Мы можем использовать данные формулы и значения из условия задачи, чтобы решить задачу и получить ответы.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello