Каково электрическое поле внутри и снаружи тонкой металлической сферы с точечным зарядом q1, если оболочка: 1) не имеет

Чтобы ответить на ваш вопрос, давайте рассмотрим сначала случай, когда оболочка тонкой металлической сферы не имеет заряда. В этом случае, по принципу суперпозиции, электрическое поле внутри и снаружи сферы будет определяться только точечным зарядом \(q_1\).

1) Внутри сферы:

Если мы находимся внутри сферы, то по симметрии электрического поля, векторы электрического поля от всех зарядов на ее поверхности будут направлены в разные стороны и будут суммироваться векторным образом внутри сферы. Отсюда следует, что внутри сферы электрическое поле будет равно нулю.

2) Снаружи сферы:

В этом случае, применяя закон Кулона, мы можем рассчитать электрическое поле внутри сферы. Закон Кулона гласит, что модуль электрического поля от точечного заряда \(q\) на расстоянии \(r\) определяется формулой:

\[E = \frac{{k \cdot |q|}}{{r^2}}\]

где \(k = 9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\) - постоянная Кулона.

Значит, электрическое поле в снаружи сферы будет равно:

\[E = \frac{{k \cdot |q_1|}}{{r^2}}\]

где \(r\) - расстояние от центра сферы до точки, где мы измеряем поле.

3) Оболочка сферы находится на земле:

Допустим, что оболочка сферы перенесена на землю. В этом случае, на поверхности сферы возникает равномерное распределение заряда, называемое индуцированным зарядом. Индуцированный заряд «отталкивается» от внешнего заряда \(q_1\), что приводит к тому, что все заряды распределены равномерно.

Таким образом, внутри сферы с индуцированными зарядами будет существовать только электрическое поле, вызванное индуцированными зарядами, и оно будет равно нулю. Снаружи сферы, электрическое поле будет определяться точечным зарядом \(q_1\) и будет равно:

\[E = \frac{{k \cdot |q_1|}}{{r^2}}\]

где \(r\) - расстояние от центра сферы до точки, где мы измеряем поле.

Надеюсь, эта информация будет полезной для вас, и вы поймете, как определить электрическое поле внутри и снаружи тонкой металлической сферы с точечным зарядом в случаях, когда оболочка не имеет заряда и находится на земле. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать их.