Какой потенциал в точке, находящейся на расстоянии 60 см от отрицательного точечного заряда, если в точке на расстоянии 50 см от него потенциал равен -10 В? Варианты ответов: а) больше, б) меньше, в) такой же, г) больше или меньше в зависимости от величины заряда.
Pylayuschiy_Zhar-ptica_4345
Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для потенциала точечного заряда:
\[V = \frac{kQ}{r}\]
где \(V\) - потенциал, \(k\) - постоянная Кулона (\(9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\)), \(Q\) - заряд точечного заряда, \(r\) - расстояние от точки до заряда.
У нас даны две точки, поэтому мы можем записать два уравнения, используя данную информацию:
Уравнение 1:
\[V_1 = \frac{kQ}{r_1}\]
Уравнение 2:
\[V_2 = \frac{kQ}{r_2}\]
где \(V_1 = -10 \, \text{В}\) - потенциал в точке, находящейся на расстоянии 50 см от заряда (\(r_1 = 0.5 \, \text{м}\)), \(V_2\) - потенциал в неизвестной точке, находящейся на расстоянии 60 см от заряда (\(r_2 = 0.6 \, \text{м}\)).
Мы хотим найти отношение потенциалов в этих точках, поэтому мы можем разделить Уравнение 1 на Уравнение 2:
\[\frac{V_1}{V_2} = \frac{\frac{kQ}{r_1}}{\frac{kQ}{r_2}}\]
Отменим постоянные \(k\) и \(Q\):
\[\frac{V_1}{V_2} = \frac{\cancel{\frac{kQ}{r_1}}}{\cancel{\frac{kQ}{r_2}}}\]
Теперь у нас остаётся:
\[\frac{V_1}{V_2} = \frac{r_2}{r_1}\]
Подставим известные значения в формулу и решим её:
\[\frac{-10 \, \text{В}}{V_2} = \frac{0.6 \, \text{м}}{0.5 \, \text{м}}\]
Упростим дробь:
\[\frac{-10 \, \text{В}}{V_2} = \frac{6}{5}\]
Теперь у нас есть пропорция. Чтобы найти \(V_2\), перемножим обе части уравнения на \(V_2\):
\[-10 \, \text{В} = \frac{6}{5} \cdot V_2\]
Теперь найдём \(V_2\), разделив обе части уравнения на \(\frac{6}{5}\):
\[V_2 = \frac{-10 \, \text{В}}{\frac{6}{5}}\]
Выполним деление:
\[V_2 = \frac{-50}{3} \, \text{В}\]
Таким образом, потенциал в точке, находящейся на расстоянии 60 см от отрицательного точечного заряда, равен \(-\frac{50}{3} \, \text{В}\).
Ответ: г) больше или меньше в зависимости от величины заряда
\[V = \frac{kQ}{r}\]
где \(V\) - потенциал, \(k\) - постоянная Кулона (\(9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\)), \(Q\) - заряд точечного заряда, \(r\) - расстояние от точки до заряда.
У нас даны две точки, поэтому мы можем записать два уравнения, используя данную информацию:
Уравнение 1:
\[V_1 = \frac{kQ}{r_1}\]
Уравнение 2:
\[V_2 = \frac{kQ}{r_2}\]
где \(V_1 = -10 \, \text{В}\) - потенциал в точке, находящейся на расстоянии 50 см от заряда (\(r_1 = 0.5 \, \text{м}\)), \(V_2\) - потенциал в неизвестной точке, находящейся на расстоянии 60 см от заряда (\(r_2 = 0.6 \, \text{м}\)).
Мы хотим найти отношение потенциалов в этих точках, поэтому мы можем разделить Уравнение 1 на Уравнение 2:
\[\frac{V_1}{V_2} = \frac{\frac{kQ}{r_1}}{\frac{kQ}{r_2}}\]
Отменим постоянные \(k\) и \(Q\):
\[\frac{V_1}{V_2} = \frac{\cancel{\frac{kQ}{r_1}}}{\cancel{\frac{kQ}{r_2}}}\]
Теперь у нас остаётся:
\[\frac{V_1}{V_2} = \frac{r_2}{r_1}\]
Подставим известные значения в формулу и решим её:
\[\frac{-10 \, \text{В}}{V_2} = \frac{0.6 \, \text{м}}{0.5 \, \text{м}}\]
Упростим дробь:
\[\frac{-10 \, \text{В}}{V_2} = \frac{6}{5}\]
Теперь у нас есть пропорция. Чтобы найти \(V_2\), перемножим обе части уравнения на \(V_2\):
\[-10 \, \text{В} = \frac{6}{5} \cdot V_2\]
Теперь найдём \(V_2\), разделив обе части уравнения на \(\frac{6}{5}\):
\[V_2 = \frac{-10 \, \text{В}}{\frac{6}{5}}\]
Выполним деление:
\[V_2 = \frac{-50}{3} \, \text{В}\]
Таким образом, потенциал в точке, находящейся на расстоянии 60 см от отрицательного точечного заряда, равен \(-\frac{50}{3} \, \text{В}\).
Ответ: г) больше или меньше в зависимости от величины заряда
Знаешь ответ?