В вакууме находятся два заряда q1 = 6 нКл и q2 = -8 нКл на расстоянии 10 см. Посередине между ними поместили заряд q3 = -5 нКл. Какова результирующая напряженность в точке нахождения заряда q3 и какая сила будет действовать на этот заряд?

Физика 10 класс Электрическое поле и силы вакуума два заряда результирующая напряженность сила на заряд заряд q3 расстояние между зарядами физика электростатики Новый

Для решения данной задачи необходимо рассмотреть электрическую напряженность, создаваемую каждым из зарядов в точке, где находится заряд q3, а затем найти результирующую напряженность и силу, действующую на заряд q3.

Шаг 1: Определение расстояний

Заряд q3 помещен посередине между q1 и q2, следовательно, расстояние от q3 до каждого из зарядов составляет:

• d1 = d2 = 5 см = 0,05 м

Шаг 2: Вычисление электрической напряженности

Электрическая напряженность E, создаваемая зарядом q, в точке на расстоянии r от него, определяется по формуле:

E = k * |q| / r²

где k = 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл² — электростатическая постоянная.

Теперь рассчитаем напряженности, создаваемые каждым из зарядов:

• Для заряда q1 = 6 нКл:
• E1 = (8.99 * 10^9) * |6 * 10^-9| / (0.05)² = 215760 Н/Кл
• Для заряда q2 = -8 нКл:
• E2 = (8.99 * 10^9) * |8 * 10^-9| / (0.05)² = 287680 Н/Кл

Шаг 3: Направление напряженностей

Заряд q1 положительный, следовательно, он создает напряженность, направленную от него к q3. Заряд q2 отрицательный, следовательно, он создает напряженность, направленную к нему. Таким образом:

• E1 направлена вправо (от q1 к q3).
• E2 направлена влево (к q2).

Шаг 4: Рассчет результирующей напряженности

Поскольку E1 и E2 направлены в противоположные стороны, результирующая напряженность E будет равна разности их модулей:

E = E2 - E1 = 287680 Н/Кл - 215760 Н/Кл = 71920 Н/Кл

Результирующая напряженность в точке нахождения заряда q3 составляет 71920 Н/Кл, направлена влево (к заряд q2).

Шаг 5: Вычисление силы, действующей на заряд q3

Сила, действующая на заряд q3, определяется по формуле:

F = q3 * E

где q3 = -5 нКл = -5 * 10^-9 Кл.

Подставляем значения:

F = (-5 * 10^-9) * 71920 = -0.0003596 Н

Сила будет направлена в сторону, противоположную направлению результирующей напряженности, то есть вправо, так как заряд q3 отрицательный.

Ответ:

• Результирующая напряженность в точке нахождения заряда q3: 71920 Н/Кл (влево).
• Сила, действующая на заряд q3: -0.0003596 Н (направлена вправо).