Какова величина напряженности поля на расстоянии 0,02 м от центра сферы радиусом 0,03 м, если сфера равномерно заряжена по поверхности с поверхностной плотностью заряда 2·10–8 Кл/м2, а в центре сферы находится точечный заряд 2,22·10–10 Кл?
Киска
Для решения этой задачи, воспользуемся законом Кулона. Закон Кулона утверждает, что величина электростатической силы, действующей между двумя точечными зарядами, пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Для начала определим, какое значение заряда имеет точечный заряд в центре сферы. Из условия задачи известно, что в центре сферы находится точечный заряд 2,22·10^(-10) Кл.
Теперь проведем разделение этой задачи на две части.
Часть 1: Поле, создаваемое одиночным зарядом в центре сферы.
Для определения поля, создаваемого точечным зарядом в центре сферы, воспользуемся формулой для напряженности электрического поля. В данном случае, мы можем считать сферу радиусом 0,03 м как точечный заряд, так как ее размеры много меньше расстояния до центра сферы (0,02 м).
По формуле:
где - напряженность электрического поля, - постоянная Кулона, - абсолютное значение заряда, - расстояние между зарядом и точкой, в которой определяется поле.
Подставим известные значения в формулу:
Часть 2: Поле, создаваемое равномерно заряженной сферой.
Для определения поля, создаваемого равномерно заряженной сферой, воспользуемся формулой для напряженности электрического поля, создаваемого заряженной плоскостью. В данном случае, мы можем представить сферу как плоскость с поверхностной плотностью заряда , так как размеры сферы много меньше ее расстояния до точки, в которой определяется поле (0,02 м).
По формуле:
где - напряженность электрического поля, - поверхностная плотность заряда, - электрическая постоянная.
Подставим известные значения в формулу:
Суммируя значения полей от обоих зарядов, получим общую величину напряженности поля на расстоянии 0,02 м от центра сферы:
Таким образом, величина напряженности поля на расстоянии 0,02 м от центра сферы радиусом 0,03 м составляет примерно 2,58 * 10^4 Н/Кл.
Для начала определим, какое значение заряда имеет точечный заряд в центре сферы. Из условия задачи известно, что в центре сферы находится точечный заряд 2,22·10^(-10) Кл.
Теперь проведем разделение этой задачи на две части.
Часть 1: Поле, создаваемое одиночным зарядом в центре сферы.
Для определения поля, создаваемого точечным зарядом в центре сферы, воспользуемся формулой для напряженности электрического поля. В данном случае, мы можем считать сферу радиусом 0,03 м как точечный заряд, так как ее размеры много меньше расстояния до центра сферы (0,02 м).
По формуле:
где
Подставим известные значения в формулу:
Часть 2: Поле, создаваемое равномерно заряженной сферой.
Для определения поля, создаваемого равномерно заряженной сферой, воспользуемся формулой для напряженности электрического поля, создаваемого заряженной плоскостью. В данном случае, мы можем представить сферу как плоскость с поверхностной плотностью заряда
По формуле:
где
Подставим известные значения в формулу:
Суммируя значения полей от обоих зарядов, получим общую величину напряженности поля на расстоянии 0,02 м от центра сферы:
Таким образом, величина напряженности поля на расстоянии 0,02 м от центра сферы радиусом 0,03 м составляет примерно 2,58 * 10^4 Н/Кл.
Знаешь ответ?