Здравствуйте, dar777!
Дано: L=7 см=0,07 м -- длина равномерно заряженной нити; Q=1 мкКл=1*10
-6 Кл -- заряд нити; q=0,1 нКл=0,1*10
-9 Кл -- точечный заряд, находящийся на продолжении нити; a=2 см=0,02 м -- расстояние от заряда до ближайшего конца нити.
Определить: F -- силу взаимодействия зарядов нити и точечного.
Решение
Рисунок к задаче находится в прикреплённом файле.
Выделим на нити малый участок длиной dx. Заряд этого участка, который будем считать точечным, имеет величину dQ=(Q/L)dx. Сила, с которой заряд заряд dQ действует на точечный заряд q, имеет направление оси x и, согласно закону Кулона, в вакууме составляет dF
x=(1/(4[$960$][$949$]
0)((Q/L)qdx/x
2), где [$949$]
0[$8776$]8,85*10
-12 Кл
2/(Н*м
2) -- электрическая постоянная; x -- расстояние между точечным зарядом и участком нити. Равнодействующая F сил, с которыми все малые участки нити действуют на точечный заряд, может быть вычислена путём интегрирования.
F=Fx=l[$8747$]dFx=(1/(4[$960$][$949$]0)(Qq/L)a[$8747$]a+Ldx/x2=(1/(4[$960$][$949$]0)(Qq/L)((1/a)-(1/(a+L))=Qq/(4[$960$][$949$]0a(a+L))=
=1*10-6*0,1*10-9/(4*[$960$]*8,85*10-12*0,02*(0,02+0,07))[$8776$]5,00*10-4 (Н).
Ответ: 5,00*10
-4 Н.
Литература
Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики. -- М.: Высшая школа, 1989. -- 608 с.
Об авторе:
Facta loquuntur.