Консультация № 161711
01.03.2009, 17:08
0.00 руб.
0 1 1
Уважаемые эксперты, помогите решить задачу!
Три заряда – положительный 0.1 нКл и два отрицательных по 0.4 нКл каждый – располагаются на одной прямой, причем отрицательные заряды закреплены, а положительный не закреплен и находится в состоянии неустойчивого равновесия. Расстояние между отрицательными зарядами 20 см.
Найти работу по перемещению положительного заряда вдоль линии, соединяющей заряды, из этой точки в точку, лежащую на расстоянии 5 см от одного из отрицательных зарядов.
Ответ: –2,4 нДж.

Обсуждение

Неизвестный
02.03.2009, 09:59
общий
это ответ
Здравствуйте, Артемий Павлович!
===
Три заряда – положительный
q1= +0.1 нКл= +0.1e-9 (Кл)
и два отрицательных по
q2= q3= q= -0.4 нКл= -0.4e-9

каждый – располагаются на одной прямой, причем отрицательные заряды закреплены, а положительный не закреплен и находится в состоянии неустойчивого равновесия. Расстояние между отрицательными зарядами
a= 20 см= 0.2 (м)
Найти работу
A=?
по перемещению положительного заряда вдоль линии, соединяющей заряды, из этой точки в точку, лежащую на расстоянии
b= 5 см= 0.05 (м)
от одного из отрицательных зарядов.
___
Потенциал поля на расстоянии 'r' от заряда 'q' равен
ф= q/(4*pi*e0*r)
где
e0= 8.854e-12 (Ф/м), электрическая постоянная ("эпсилон малое" нулевое)
___
в начальной точке потенциалы зарядов 'q2', 'q3' одинаковы и равны
ф21= ф31= q/(4*pi*e0*(a/2)

в конечной точке потенциалы равны
для 'q2', от которого удаляем
ф22= q/(4*pi*e0*(a- b))

для 'q3', к которому приближаем
ф32= q/(4*pi*e0*b)

Наша работа по перемещению заряда равна сумме работ вычисленных для каждого из зарядов отдельно (с учетом знака)
A2= (ф22- ф21)*q1
A3= (ф32- ф31)*q1

A2= (q1*q/(4*pi*e0))*((1/(a-b))- (1/(a/2)))
A2= (0.1e-9*(-0.4e-9)/(4*pi*8.854e-12))*((1/(0.2-0.05))- (1/(0.2/2)))
A2= 1,19837E-9 (Дж)

A3= (q1*q/(4*pi*e0))*((1/b)- (1/(a/2)))
A3= (0.1e-9*(-0.4e-9)/(4*pi*8.854e-12))*((1/0.05)- (1/(0.2/2)))
A3= -3,59510E-9, минус потому, что не мы выполнили работу против поля, а поле выполнило работу само


Ответ
A= A2+A3= 1,19837E-9- 3,59510E-9= -2,40E-9 (Дж), минус означает, что поле само выполнило работу по перемещению заряда
Форма ответа