Два электрических заряда значениями 2 ∙10-9 Кл и -4 ∙ 10-9 Кл расположены на расстоянии 0,1 м друг от друга, причем отрицательный правее положительного. Определите значение напряженности электрического поля и изобразите ее направление в точке, расположенной на линии, соединяющей заряды, на 0,1 м правее отрицательного заряда?
E = k * |q| / r^2,
где E - напряженность электрического поля,
k - постоянная Кулона (k ≈ 9 * 10^9 Н∙м^2/Кл^2),
q - заряд,
r - расстояние от заряда до точки, в которой мы хотим определить напряженность поля.
В нашем случае у нас два заряда. Положительный заряд имеет значение q1 = 2 ∙ 10^(-9) Кл, отрицательный заряд имеет значение q2 = -4 ∙ 10^(-9) Кл. Расстояние между зарядами равно r = 0,1 м.
Чтобы определить напряженность поля в точке на линии, соединяющей заряды и находящейся на 0,1 м правее отрицательного заряда, мы будем использовать следующее выражение:
E = k * (|q1| / r1^2 + |q2| / r2^2),
где r1 - расстояние от положительного заряда до точки на линии,
r2 - расстояние от отрицательного заряда до точки на линии.
Так как точка находится на 0,1 м правее отрицательного заряда, то r1 = 0 м, а r2 = 0,1 м.
Подставляя значения в формулу, получаем:
E = 9 * 10^9 Н∙м^2/Кл^2 * (|2 ∙ 10^(-9) Кл| / (0 м)^2 + |-4 ∙ 10^(-9) Кл| / (0,1 м)^2).
Значение |2 ∙ 10^(-9) Кл| равно 2 ∙ 10^(-9) Кл (модуль положительного заряда равен самому заряду).
Значение |-4 ∙ 10^(-9) Кл| равно 4 ∙ 10^(-9) Кл (модуль отрицательного заряда равен противоположному значению заряда).
Выражение превращается в:
E = 9 * 10^9 Н∙м^2/Кл^2 * (2 ∙ 10^(-9) Кл / (0 м)^2 + 4 ∙ 10^(-9) Кл / (0,1 м)^2).
Так как r1 = 0 м, то первое слагаемое равно нулю:
E = 9 * 10^9 Н∙м^2/Кл^2 * (0 + 4 ∙ 10^(-9) Кл / (0,1 м)^2).
Вычитаем нулевое слагаемое:
E = 9 * 10^9 Н∙м^2/Кл^2 * (4 ∙ 10^(-9) Кл / (0,1 м)^2).
Делим 4 ∙ 10^(-9) Кл на (0,1 м)^2:
E = 9 * 10^9 Н∙м^2/Кл^2 * (4 ∙ 10^(-9) Кл / 0,01 м^2).
Упрощаем выражение:
E = 9 * 10^9 Н∙м^2/Кл^2 * 4 ∙ 10^(-9) Кл * 100 м^2.
Меняем порядок умножения:
E = 9 * 10^9 * 4 * 10^(-9) * 100 Н∙м^2/Кл^2.
Производим умножение:
E = 3,6 * 10^2 * Н∙м^2/Кл^2.
Округляем значение до двух знаков после запятой:
E ≈ 360 Н∙м^2/Кл^2.
Таким образом, значение напряженности электрического поля в точке, которая находится на 0,1 м правее отрицательного заряда, равно приблизительно 360 Н∙м^2/Кл^2.
Чтобы изобразить направление электрического поля в данной точке, нужно нарисовать стрелку, которая указывает от положительного заряда в сторону отрицательного заряда. Так как отрицательный заряд находится справа, то стрелка будет указывать вправо. Также можно использовать знак "<-" для обозначения направления поля.