Какой поток напряженности проходит через боковую поверхность куба, в котором находятся заряды q1 = 15 нКл, q2

Для решения данной задачи потребуется применить закон Гаусса, который гласит, что поток электрического поля через замкнутую поверхность пропорционален заряду, заключенному внутри этой поверхности.

Для начала, вспомним, что поток напряженности электрического поля (Ф) равен произведению модуля напряженности поля (E) на площадь поверхности (S), через которую проходит этот поток:

\[\Phi = E \cdot S\]

В данном случае будем искать поток напряженности электрического поля через боковую поверхность куба. Боковая поверхность куба представляет собой квадратную плоскость со стороной \(a\), где \(a\) - длина ребра куба.

Заряды \(q_1 = 15\) нКл, \(q_2 = -25\) нКл и \(q_3 = 1\) нКл находятся внутри этого куба. Так как заряд \(q_2\) отрицательный, то он будет создавать электрическое поле, направленное в противоположную сторону по сравнению с положительными зарядами \(q_1\) и \(q_3\).

По закону Гаусса, суммарный поток напряженности электрического поля через замкнутую поверхность, проходящую через боковую поверхность куба, будет равен сумме потоков, созданных каждым из зарядов:

\[\Phi_{\text{общий}} = \Phi_{q_1} + \Phi_{q_2} + \Phi_{q_3}\]

Теперь рассмотрим потоки, создаваемые каждым из зарядов:

1. Заряд \(q_1 = 15\) нКл:
Поскольку внутри куба находится только один положительный заряд \(q_1\), напряженность электрического поля, созданного им, будет равна:
\[E_1 = \frac{{k \cdot q_1}}{{r_1^2}}\],
где \(k\) - постоянная электростатической пропорциональности (\(k \approx 9 \cdot 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\)), а \(r_1\) - расстояние от заряда \(q_1\) до боковой поверхности куба. Поскольку куб симметричен, каждая сторона куба равна \(a\), а значит, расстояние \(r_1\) будет равно \(a/2\). Также учтем, что положительный заряд создает электрическое поле, направленное от заряда.

Тогда поток через боковую поверхность куба, создаваемый зарядом \(q_1\), будет равен:
\[\Phi_{q_1} = E_1 \cdot S_{\text{бок}}\],
где \(S_{\text{бок}}\) - площадь боковой поверхности куба.

2. Заряд \(q_2 = -25\) нКл:
Аналогично, напряженность электрического поля, созданного зарядом \(q_2\), равна:
\[E_2 = \frac{{k \cdot q_2}}{{r_2^2}}\],
где \(r_2 = a/2\), и учитываем, что отрицательный заряд создает электрическое поле, направленное к заряду \(q_2\). Тогда поток через боковую поверхность куба, создаваемый зарядом \(q_2\), будет равен:
\[\Phi_{q_2} = E_2 \cdot S_{\text{бок}}\].

3. Заряд \(q_3 = 1\) нКл:
Аналогично, напряженность электрического поля, созданного зарядом \(q_3\), равна:
\[E_3 = \frac{{k \cdot q_3}}{{r_3^2}}\],
где \(r_3 = a/2\), и учитываем, что положительный заряд создает электрическое поле, направленное от заряда. Тогда поток через боковую поверхность куба, создаваемый зарядом \(q_3\), будет равен:
\[\Phi_{q_3} = E_3 \cdot S_{\text{бок}}\].

Теперь, найдем суммарный поток напряженности электрического поля через боковую поверхность куба:

\[\Phi_{\text{общий}} = \Phi_{q_1} + \Phi_{q_2} + \Phi_{q_3}\]

Учитывая, что площадь боковой поверхности куба \(S_{\text{бок}} = a^2\), и подставляя выражения для потоков, получим:

\[\Phi_{\text{общий}} = (E_1 + E_2 + E_3) \cdot S_{\text{бок}} = (E_1 + (E_2 + E_3)) \cdot a^2\]

Теперь остается только подставить значения напряженностей полей \(E_1\), \(E_2\) и \(E_3\):

\[E_1 = \frac{{k \cdot q_1}}{{(a/2)^2}}\]
\[E_2 = \frac{{k \cdot q_2}}{{(a/2)^2}}\]
\[E_3 = \frac{{k \cdot q_3}}{{(a/2)^2}}\]

и выполнить арифметические вычисления для определения суммарного потока напряженности электрического поля через боковую поверхность куба. Учтите, что значение \(a\) должно быть известно для получения окончательного численного результата.