Как изменится потенциальная энергия взаимодействия двух точечных зарядов 4*10 в -6Кл и 8*10 в -6Кл, если расстояние между ними увеличится с 80 см до 1,6 м?

Физика 11 класс Электростатика потенциальная энергия взаимодействие зарядов точечные заряды изменение расстояния физика 11 класс Новый

Для того чтобы ответить на ваш вопрос, давайте сначала вспомним формулу для вычисления потенциальной энергии взаимодействия двух точечных зарядов. Она выглядит следующим образом:

U = k * (q1 * q2) / r

где:

• U — потенциальная энергия взаимодействия зарядов;
• k — электрическая постоянная (приблизительно 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²);
• q1 и q2 — величины зарядов;
• r — расстояние между зарядами.

Теперь подставим известные значения:

• q1 = 4 * 10^(-6) Кл;
• q2 = 8 * 10^(-6) Кл;
• r1 = 0.8 м (80 см);
• r2 = 1.6 м;

Теперь найдем потенциальную энергию для первого расстояния (0.8 м):

1. Подставим значения в формулу:
2. U1 = k * (q1 * q2) / r1 = (8.99 * 10^9) * (4 * 10^(-6) * 8 * 10^(-6)) / 0.8
3. Проведем вычисления:
4. U1 = (8.99 * 10^9) * (32 * 10^(-12)) / 0.8 = (8.99 * 32 / 0.8) * 10^(-3)
5. U1 ≈ 359.2 * 10^(-3) Дж = 0.3592 Дж

Теперь найдем потенциальную энергию для второго расстояния (1.6 м):

1. Подставим значения в формулу:
2. U2 = k * (q1 * q2) / r2 = (8.99 * 10^9) * (4 * 10^(-6) * 8 * 10^(-6)) / 1.6
3. Проведем вычисления:
4. U2 = (8.99 * 10^9) * (32 * 10^(-12)) / 1.6 = (8.99 * 32 / 1.6) * 10^(-3)
5. U2 ≈ 179.6 * 10^(-3) Дж = 0.1796 Дж

Теперь мы можем сравнить значения:

• U1 ≈ 0.3592 Дж;
• U2 ≈ 0.1796 Дж.

Таким образом, потенциальная энергия взаимодействия зарядов уменьшилась при увеличении расстояния между ними. Это соответствует физическому принципу: чем больше расстояние между зарядами, тем меньше их потенциальная энергия взаимодействия.