Консультация № 198895
12.06.2020, 00:49
0.00 руб.
1 4 1
Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:


Два точечных заряда q1 и q2 находятся в вакууме на расстоянии r друг от друга (рис. 1). Найти модуль напряженности электричеcкого поля, создаваемого этими зарядами, в точке A, находящейся на расстоянии a от первого заряда и на расстоянии b от второго заряда.

1 вариант
Прикрепленные файлы:
2566420d714f46f41b94752beb076a074fdee14c.png

Обсуждение

давно
Посетитель
403257
16
12.06.2020, 17:46
общий
Здравствуйте. Мне поможет кто нибудь с задачей?
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
13.06.2020, 14:54
общий
Адресаты:
Когда Вы хотите отправить сообщение кому-либо, то кликните по чёрному треугольничку правее поля "Кому" в абзаце "Добавить сообщение". Из выпадающего списка выберите желаемого адресата.
Ваш выше-пост Вы отправили БЕЗ-адресно. В таких случаях программа Портала оповещает т-ко тех, кто уже принял участие в обсужении. Поскольку никто ещё не приходил на страницу Вашей Консультации, то Ваше сообщение никому не отправлено. Я увидел его случайно, тк моя очередь дошла до Вашей задачи. Сейчас я приступлю к её решению.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
13.06.2020, 18:15
общий
это ответ
Здравствуйте, Гаяна!
Условие : Расстояния : r = 0,1 м , a=0,05 м , b = 0,07 м , Заряды : q1 = 2·10-9 Кл, q2 = -3·10-9 Кл .
Вычислить модуль напряжённости электричеcкого поля, создаваемого этими зарядами, в точке A согласно рисунку.

Решение: Согласно определению, модуль напряжённости электричеcкого поля в точке, удалённой на расстояние R от точечного заряда q , вычисляется по формуле
E = q / (4·[$960$]·[$949$]·[$949$]0·R2)
Здесь [$949$]0 = 8,85·10-12 Кл2 / (Н·м2) - электрическая постоянная ,
[$949$] - относительная диэлектрическая проницаемость. Для вакуума и воздуха [$949$] = 1 .

В нашей задаче 2 заряда создают электричеcкое поле в точке A . Векторы напряжённости поля от 2х или более зарядов складываются геометрически согласно принципу суперпозиции и с учётом полярности заряда : вектор напряжённости от положительного заряда q1 направен по радиусу прочь от заряда, вектор напряжённости отрицательного заряда q2 направен по радиусу к центру заряда.
E1 = q1 / (4·[$960$]·[$949$]0·a2) = 7190 В/м
E2 = q2 / (4·[$960$]·[$949$]0·b2) = -5503 В/м

Пропорции рисунка в Условии задачи НЕ соответствуют пропорциям значений a , b и r . Поэтому, я начертил новый чертёж с углами, точно-вычисленными в программе Маткад. Рисунок прилагаю.

Используем теорему косинусов для треугольника ABC : b2 = a2 + r2 - 2·a·r·cos([$946$])
Вычисляем cos([$946$]) = (a2 + r2 - b2) / (2·a·r) = 0,76
Угол [$946$] = arccos([$946$]) = 40,5°
Вычисляем cos([$947$]) = (b2 + r2 - a2) / (2·b·r) = 0,886
Угол [$947$] = arccos([$947$]) = 27,7°
Угол [$945$] = [$946$] + [$947$] = 68,2°

Искомый модуль напряженности электричеcкого поля вычисляем как сумму векторов для параллелограмма:
E = [$8730$](E12 + E22 + 2·E1·|E2|·cos([$945$])) = 10553 В/м .
Ответ : модуль напряженности электричеcкого поля в точке A равен 10,6 кВ/м .

Сделаем упрощённую проверку : сумма всех углов в треугольнике должна равняться 180°.
Вычисляем cos(BAC) = (a2 + b2 - r2) / (2·a·b) = -0,371
Угол BAC = arccos(BAC) = 111,8°
Сумма всех углов : BAC + [$946$] + [$947$] = 180° - верно!

Сумма горизонтальных проекций векторов E1 и |E2| должна равняться горизонталь-проекции Ex :
Cos([$966$]) = (E12 + E2 - E22) / (2·E1·E) = 0,875
[$966$] = arccos(Cos([$966$])) = 29°
[$955$] = [$946$] - [$966$] = 12°
Проекция E на горизонтальную ось OX : Ex = E·cos([$955$]) = 10338 В/м .
Проекция E1 на ось OX : E1x = E1·cos([$946$]) = 5464 В/м .
Проекция E2 на ось OX : E2x = |E2|·cos([$947$]) = 4874 В/м .
E1x + E2x = 10338 В/м , проверка успешна!

Формулу вычисления напряжённости эл-поля я взял из учебника "Физика в средней школе" АксеновичЛА, РакинаНН.
В решебнике от gigabaza.ru Ссылка есть такая же формула.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
14.06.2020, 08:20
общий
Адресаты:
Обратите внимание, я исправил ошибку в своём Ответе.
(Вчера я был сильно уставший, запутался и вписал неправильное число в Ответ, прошу извинить меня)
Форма ответа