Какова величина второго заряда, если заряд 4 нКл в керосине на расстоянии 5 см притягивает его с силой 0,2 мН? На каком

Предлагаю изучить каждую задачу по очереди:

1. Задача: Какова величина второго заряда, если заряд 4 нКл в керосине на расстоянии 5 см притягивает его с силой 0,2 мН?

Для решения этой задачи воспользуемся законом Кулона, который гласит, что сила притяжения между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Используя формулу для закона Кулона: \[F = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{r^2}}\], где \(F\) - сила в ньютонах, \(k\) - постоянная Кулона (\(9 \times 10^9\) Н·м²/Кл²), \(q_1\) и \(q_2\) - заряды в кулонах, \(r\) - расстояние между зарядами в метрах.

У нас дана сила \(F = 0,2\) мН (миллиньютон), первый заряд \(q_1 = 4\) нКл (нанокулон), и расстояние \(r = 5\) см. Наша цель - найти второй заряд \(q_2\).

Перейдем к расчетам:

\[0,2 \times 10^{-3} = 9 \times 10^9 \times 4 \times 10^{-9} \times q_2 \times \left(\frac{0,05}{1}\right)^2\]

Упростим:

\[0,2 \times 10^{-3} = 9 \times 10^9 \times 4 \times 10^{-9} \times 0,0025 \times q_2\]

\[0,2 = 9 \times 4 \times 0,0025 \times q_2\]

\[q_2 = \frac{0,2}{9 \times 4 \times 0,0025}\]

Вычислим:

\[q_2 = \frac{0,2}{9 \times 4 \times 0,0025} \approx 0,00147\) Кл (или 1,47 мкКл).

Таким образом, второй заряд равен примерно 0,00147 Кл (или 1,47 мкКл).

2. Задача: На каком расстоянии нужно разместить заряды 5 мкКл в керосине, чтобы сила взаимодействия между ними составила 0,5 Н?

В данной задаче мы имеем заряд \(q_1 = q_2 = 5\) мкКл (микрокулон) в керосине и известную силу взаимодействия \(F = 0,5\) Н (ньютон). Наша задача - найти расстояние \(r\).

Используем формулу для закона Кулона: \(F = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{r^2}}\).

Подставим известные значения:

\(0,5 = 9 \times 10^9 \times 5 \times 10^{-6} \times 5 \times 10^{-6} \times \left(\frac{1}{r}\right)^2\)

Упростим:

\(0,5 = 9 \times 5 \times 5 \times \frac{1}{r^2}\)

Решим уравнение относительно \(r\):

\(r^2 = \frac{{9 \times 5 \times 5}}{{0,5}}\)

\(r^2 = 9 \times 5 \times 5 \times 2\)

\(r^2 = 9 \times 25 \times 2\)

\(r^2 = 450\)

\(r \approx \sqrt{450}\)

\(r \approx 21,21 \ \text{см}\)

Таким образом, заряды необходимо разместить на расстоянии примерно 21,21 см друг от друга для получения силы взаимодействия между ними величиной 0,5 Н.

3. Задача: Какую работу совершает поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 100 В в точку с потенциалом 400 В?

Для решения этой задачи воспользуемся следующей формулой: \(W = q \cdot (V_2 - V_1)\), где \(W\) - работа поля в джоулях, \(q\) - заряд в кулонах, \(V_2\) и \(V_1\) - потенциалы в конечной и начальной точках соответственно.

У нас дан заряд \(q = 20\) нКл (нанокулон), а потенциалы \(V_1 = 100\) В и \(V_2 = 400\) В. Найдем работу поля.

\(W = 20 \times 10^{-9} \times (400 - 100)\)

Упростим:

\(W = 20 \times 10^{-9} \times 300\)

\(W = 6 \times 10^{-6} \ \text{Дж}\)

Таким образом, поле совершает работу 6 мкДж при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 100 В в точку с потенциалом 400 В.

4. Задача: Если поле совершает работу 40 мкДж при перемещении заряда между точками с разностью потенциалов 2 кВ, то какова величина заряда?

Для решения этой задачи, воспользуемся формулой работа поля \(W = q \cdot \Delta V\), где \(W\) - работа в джоулях, \(q\) - заряд в кулонах, \(\Delta V\) - разность потенциалов вольтах.

У нас дана работа \(W = 40\) мкДж (микроджоуль), а разность потенциалов \(\Delta V = 2\) кВ (киловольт). Наша цель - найти величину заряда \(q\).

Переведем работу в джоули и потенциал в вольты:

\(W = 40 \times 10^{-6}\) Дж

\(\Delta V = 2 \times 10^3\) В

Подставим известные значения в формулу:

\(40 \times 10^{-6} = q \times 2 \times 10^3\)

Упростим:

\(40 \times 10^{-6} = 2 \times 10^3 \times q\)

Решим уравнение относительно \(q\):

\(q = \frac{40 \times 10^{-6}}{2 \times 10^3}\)

Вычислим:

\(q = \frac{40 \times 10^{-6}}{2 \times 10^3} = \frac{40}{2} \times 10^{-6-3}\)

\(q = 20 \times 10^{-9}\) Кл

Таким образом, величина заряда равна 20 нКл (нанокулон).

5. Задача: Что представляют собой обкладки конденсатора?

Обкладки конденсатора - это два металлических проводника (пластины), разделенных диэлектриком (изолятором). Обкладки могут быть изготовлены из различных материалов, таких как металлы или другие проводники.

Когда на обкладки подается электрический заряд, между обкладками возникает электрическое поле, создаваемое разделенными зарядами на пластинах. Диэлектрик, разделяющий обкладки, увеличивает емкость конденсатора и служит диэлектрической проницаемостью.

Обкладки конденсатора используются для хранения электрического заряда и создания электрического поля. Они имеют положительный и отрицательный заряд, что позволяет конденсатору сохранять энергию, которая может быть использована для различных целей в электронике и электротехнике.

Таким образом, обкладки конденсатора - это металлические пластины, разделенные диэлектриком, которые служат для хранения электрического заряда и создания электрического поля.