В вершинах квадрата закреплены одинаковые по величине заряды +Q. Какой заряд q необходимо поместить в центре квадрата, чтобы он находился в равновесии?

• только -2Q
• только -4Q
• только Q=0
• любой

Другие предметы Университет Электростатика электрические заряды равновесие заряда квадрат с зарядами заряд в центре квадрата закон Кулона взаимодействие зарядов электростатика условия равновесия силы взаимодействия физика электричества Новый

Для решения данной задачи, давайте рассмотрим ситуацию более подробно. Мы имеем квадрат, в вершинах которого находятся заряды +Q. В центре квадрата мы хотим поместить заряд q, который будет уравновешивать силы, действующие на него от зарядов на вершинах квадрата.

Шаг 1: Определение сил, действующих на заряд q.

• Каждый из зарядов +Q будет создавать электрическое поле в центре квадрата.
• Так как заряды равны и симметрично расположены, силы, действующие на заряд q, будут направлены к вершинам квадрата.

Шаг 2: Условия равновесия.

• Чтобы заряд q находился в равновесии, сумма всех сил, действующих на него, должна быть равна нулю.
• Силы от зарядов +Q будут отталкивать заряд q, если он также будет положительным.
• Поэтому, чтобы уравновесить эти силы, необходимо, чтобы заряд q был отрицательным.

Шаг 3: Определение величины заряда q.

• Каждый заряд +Q создает силу, пропорциональную величине заряда и обратно пропорциональную квадрату расстояния от заряда до центра квадрата.
• Для того чтобы заряд q находился в равновесии, необходимо, чтобы сумма всех отталкивающих сил от зарядов +Q была равна силе притяжения, создаваемой зарядом q.
• Таким образом, если мы обозначим величину заряда q как -kQ, то для равновесия необходимо, чтобы k был равен 4, так как в квадрате 4 заряда.

Вывод:

• Таким образом, заряд q, который необходимо поместить в центр квадрата, равен -4Q.

Ответ: только -4Q.