Какова работа, совершаемая внешними силами при приближении двух точечных зарядов одинакового значения модуля 5

Для начала, давайте определим, что такое работа. Работа - это физическая величина, которая определяет количество энергии, переданной или полученной телом в результате воздействия силы на это тело. В данной задаче нам нужно найти работу, совершаемую внешними силами при приближении двух точечных зарядов.

Когда электрические заряды приближаются друг к другу или отдаляются, между ними действует электрическая сила. Эта сила определяется законом Кулона, который гласит, что электрическая сила между двумя точечными зарядами пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Электрическая сила между двумя точечными зарядами \( F \) может быть найдена по следующей формуле:

\[ F = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{r^2}} \]

где:
\( F \) - электрическая сила,
\( k \) - постоянная Кулона (\( k = 9 \times 10^9 \, \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2 \)),
\( q_1 \) и \( q_2 \) - значения зарядов,
\( r \) - расстояние между точечными зарядами.

В данной задаче предполагается, что значения зарядов \( q_1 \) и \( q_2 \) равны 5 нКл и данные значения имеют одинаковый знак, так как мы говорим о точечных зарядах одинакового значения модуля.

Пусть расстояние между зарядами равно \( d \). Учитывая, что расстояние между зарядами приближается до нуля, \( r \rightarrow 0 \), у нас будет:

\[ F = \frac{{k \cdot (5 \times 10^{-9}) \cdot (5 \times 10^{-9})}}{{d^2}} \]

Теперь, чтобы найти работу, совершаемую внешними силами, нужно умножить электрическую силу на расстояние, на которое совершается перемещение. Поскольку прослеживается приближение зарядов, работа будет положительной величиной.

Формула для расчета работы выглядит следующим образом:

\[ W = F \cdot d \]

Где:
\( W \) - работа,
\( F \) - электрическая сила,
\( d \) - расстояние.

Теперь, подставив выражение для электрической силы и расстояния, получим:

\[ W = \frac{{k \cdot (5 \times 10^{-9}) \cdot (5 \times 10^{-9})}}{{d^2}} \cdot d \]

\[ W = \frac{{25 \times 10^{-18} \cdot k}}{{d}} \]

Таким образом, работа, совершаемая внешними силами при приближении двух точечных зарядов одинакового значения модуля 5 нКл на расстояние \( d \), будет равна \( \frac{{25 \times 10^{-18} \cdot k}}{{d}} \)