Два точечных заряда q1=6 мкКл и q2=2 мкКл, находятся на расстоянии а=60 см друг от друга. Какую работу необходимо свершить внешним силам, чтобы уменьшить расстояние между зарядами вдвое?
Добрый день! Для того чтобы решить эту задачу, нам потребуется использовать понятие электростатической работы.
Электростатическая работа - это работа, которую необходимо совершить внешним силам для перемещения заряда в поле другого заряда.
Для начала, давайте найдем электростатическую силу, действующую между зарядами. Мы можем найти эту силу, используя формулу Кулона:
F = k * |q1 * q2| / r^2
где F - сила в ньютонах, k - постоянная Кулона (k = 8.99 x 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - значения зарядов в колюмбах, r - расстояние между зарядами в метрах.
Подставляя значения зарядов и расстояния в формулу Кулона, получаем:
F = (8.99 x 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * |6 x 10^-6 Кл * 2 x 10^-6 Кл| / (0.6 м)^2
F = (8.99 x 10^9) * 12 x 10^-12 / 0.36
F ≈ 299 x 10^-3 Н
F ≈ 0.299 Н
Теперь, когда у нас есть сила между зарядами, мы можем найти работу, которую нужно совершить для уменьшения расстояния между зарядами вдвое.
Работу можно рассчитать по формуле:
W = F * d
где W - работа в джоулях, F - сила в ньютонах, d - перемещение или изменение расстояния в метрах.
В нашем случае, нам нужно уменьшить расстояние между зарядами вдвое, или изменить его на половину. Изначальное расстояние между зарядами составляет 60 см = 0.6 метра. Поэтому, изменение расстояния составит:
d = (0.5 * 0.6) м
d = 0.3 метра
Подставляя значения в формулу работы, получаем:
W = 0.299 Н * 0.3 м
W ≈ 0.0897 Дж
W ≈ 89.7 мДж
Таким образом, чтобы уменьшить расстояние между зарядами вдвое, необходимо совершить работу, примерно равную 89.7 миллиджоулям.
Электростатическая работа - это работа, которую необходимо совершить внешним силам для перемещения заряда в поле другого заряда.
Для начала, давайте найдем электростатическую силу, действующую между зарядами. Мы можем найти эту силу, используя формулу Кулона:
F = k * |q1 * q2| / r^2
где F - сила в ньютонах, k - постоянная Кулона (k = 8.99 x 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - значения зарядов в колюмбах, r - расстояние между зарядами в метрах.
Подставляя значения зарядов и расстояния в формулу Кулона, получаем:
F = (8.99 x 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * |6 x 10^-6 Кл * 2 x 10^-6 Кл| / (0.6 м)^2
F = (8.99 x 10^9) * 12 x 10^-12 / 0.36
F ≈ 299 x 10^-3 Н
F ≈ 0.299 Н
Теперь, когда у нас есть сила между зарядами, мы можем найти работу, которую нужно совершить для уменьшения расстояния между зарядами вдвое.
Работу можно рассчитать по формуле:
W = F * d
где W - работа в джоулях, F - сила в ньютонах, d - перемещение или изменение расстояния в метрах.
В нашем случае, нам нужно уменьшить расстояние между зарядами вдвое, или изменить его на половину. Изначальное расстояние между зарядами составляет 60 см = 0.6 метра. Поэтому, изменение расстояния составит:
d = (0.5 * 0.6) м
d = 0.3 метра
Подставляя значения в формулу работы, получаем:
W = 0.299 Н * 0.3 м
W ≈ 0.0897 Дж
W ≈ 89.7 мДж
Таким образом, чтобы уменьшить расстояние между зарядами вдвое, необходимо совершить работу, примерно равную 89.7 миллиджоулям.