Каково изменение потенциальной энергии точечного заряда, перемещенного в однородном электростатическом поле

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится использовать формулу для изменения потенциальной энергии в электростатическом поле. Помимо этого, мы воспользуемся также геометрическими соотношениями для определения перемещения вектора.

Дано:
Напряженность электростатического поля E = 40 кВ/м
Расстояние перемещения r = 8,0 см = 0,08 м
Угол между направлением линий напряженности поля и перемещением θ = 60 градусов

Формула для изменения потенциальной энергии W:
W = q * ΔU

где q - заряд, перемещающийся в электростатическом поле, ΔU - изменение потенциальной энергии.

Теперь определим изменение потенциальной энергии ΔU:
ΔU = U_конечная - U_начальная

Так как заряд перемещается против направления силы электрического поля, U_конечная будет меньше U_начальной.

В данной задаче заряд движется прямолинейно, поэтому изменение потенциальной энергии можно выразить через модуль заряда и модуль электрического поля.
ΔU = |q| * |E| * d * cos(θ)

где |q| - модуль заряда, |E| - модуль электрического поля, d - расстояние перемещения, θ - угол между направлением линий напряженности поля и перемещением.

Теперь мы готовы подставить значения и решить задачу:
ΔU = |q| * |E| * d * cos(θ)
ΔU = |q| * 40 * 0,08 * cos(60)
ΔU = |q| * 40 * 0,08 * 0,5
ΔU = |q| * 0,16

Требуется задать ответ в целых числах. Поэтому примем, что |q| = 1 (единица заряда).
ΔU = 1 * 0,16
ΔU = 0,16

Итак, изменение потенциальной энергии точечного заряда, перемещенного в однородном электростатическом поле с напряженностью 40 кВ/м на расстояние 8,0 см под углом 60 градусов к направлению линий напряженности поля, равно 0,16. Ответ задан в целых числах.