Лидеры рейтинга

ID: 259041

Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

1768

Россия, пос. Теплоозёрск, ЕАО


ID: 400669

epimkin

Профессионал

689


ID: 226425

Konstantin Shvetski

Мастер-Эксперт

568

Россия, Северодвинск


ID: 400828

mklokov

10-й класс

271

Россия, Санкт-Петербург


ID: 404373

aDair

1-й класс

166


ID: 137394

Megaloman

Мастер-Эксперт

159

Беларусь, Гомель


ID: 400484

solowey

Профессор

123


8.1.0

30.11.2020

JS: 2.1.8
CSS: 4.1.7
jQuery: 3.5.1


 

Консультации и решение задач по физике.

Администратор раздела: Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)


Коцюрбенко Алексей Владимирович
Статус: Старший модератор
Рейтинг: 2176
Алексеев Владимир Николаевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 1768
epimkin
Статус: Профессионал
Рейтинг: 689
 

Перейти к консультации №:
 

Консультация онлайн # 199144
Раздел: • Физика
Автор вопроса: dar777 (1-й класс)
Дата: 06.09.2020, 15:54
Поступило ответов: 1

Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
Тонкий провод длиной 30 см согнут так, что образует три стороны квадрата. Провод равномерно заряжен с линейной плотностью 0,2 нКл/м. Определить напряжённость поля в точке пересечения диагоналей. Сделать рисунок.

Состояние: Консультация закрыта

Здравствуйте, dar777!
Условие : Длина провода Lпр = 0.3 м, Линейная плотность заряда λ = 0,2·10-9 Кл/м .
Вычислить напряжённость Em поля в точке M пересечения диагоналей квадрата.

Решение : Чертим квадрат ABCD и провод на 3х сторонах этого квадрата. Рисунок прилагаю ниже.

Длина каждой стороны квадрата AB = BC = CD = L = Lпр / 3 = 0.1 м .
Получаем точку M на пересечении диагоналей этого квадрата. По законам Геометрии точка M находится на перпендикуляре, проведённом от центра любой из сторон квадрата. Причём, расстояние от точки M до любой из сторон квадрата одинаково и равно
R = L / 2 = 0.05 м .

Модуль напряженности электро-статического поля, создаваемого отрезком заряженного тонкого провода (стержня, нити…) длиной L , на перпендикуляре, исходящем из центра этого отрезка, вычисляется по формуле:
E = λ·L / [4·π·ε0·R·√(R2 + L2 / 4)]     (1)
Здесь λ - линейная плотность заряда, ε0 = 8,85·10-12 Ф/м - электрическая постоянная,
R - расстояние от отрезка до точки с измеряемой напряжённостью,
ε - диэлектрическая проницаемость среды. Среда не задана в Условии задачи.
Примем ε = 1 как для воздуха или вакуума.
Вывод этой формулы из Закона Кулона я показал в консультации rfpro.ru/question/197949 .

В текущей задаче мы имеем 3 отрезка. По принципу суперпозиции электрических полей суммарное поле в точке M от всех отрезков вычисляется, как геометрическая сумма всех 3х векторов
Em = EAB + EBC + ECD

Подставляем в формулу (1) конкрентые значения нашей задачи и вычисляем модуль напряжённости, создаваемой отрезком провода BC в точке M :
EBC = 0,2·10-9·0.1 / [4·π·8,85·10-12·0.05·√(0.052 + 0.12 / 4)] ≈ 2.54 В/м
Вектор этой напряжённости направлен вправо по рисунку.

Напряжённости от отрезков AB и CD имеют такой же модуль, но направлены вертикально и встречно друг другу , и поэтому они взаимо-уничтожаются.

Ответ : модуль напряжённости поля в точке пересечения диагоналей равен 2.54 В/м ,
Вектор этой напряжённости направлен вправо по рисунку.

Решения похожих задач см на страницах "Электростатика и постоянный ток" Ссылка2 ,
Образовательный портал ТГУ \ Примеры решения задач Ссылка3


Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 09.09.2020, 12:45

5
Это самое лучшее решение!
-----
Дата оценки: 12.09.2020, 20:20

Рейтинг ответа:

+1

[подробно]

Сообщение
модераторам

Отправлять сообщения
модераторам могут
только участники портала.
ВОЙТИ НА ПОРТАЛ »
регистрация »

Возможность оставлять сообщения в мини-форумах консультаций доступна только после входа в систему.
Воспользуйтесь кнопкой входа вверху страницы, если Вы зарегистрированы или пройдите простую процедуру регистрации на Портале.