Как можно решить следующую задачу? У нас есть два точечных заряда: Q1 равен 10 нКл, а Q2 равен -8 нКл. Они находятся на расстоянии 20 см друг от друга. Нужно определить силу, которая будет действовать на заряд Q, равный 2 нКл, если он расположен посередине между зарядами Q1 и Q2.

Физика 11 класс Электрические заряды и силы взаимодействия между ними точечные заряды сила взаимодействия закон Кулона физика 11 класс заряд Q расстояние между зарядами электростатика решение задачи Новый

Давайте разберем задачу шаг за шагом.

У нас есть два точечных заряда:

• Q1 = 10 нКл (положительный заряд)
• Q2 = -8 нКл (отрицательный заряд)

Расстояние между ними составляет 20 см. Мы хотим найти силу, действующую на заряд Q = 2 нКл, который расположен посередине между Q1 и Q2.

Шаг 1: Определим расстояние от заряда Q до каждого из зарядов Q1 и Q2. Поскольку Q находится посередине, расстояние от Q до Q1 и от Q до Q2 будет одинаковым и равно:

• r = 20 см / 2 = 10 см = 0.1 м

Шаг 2: Теперь воспользуемся законом Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами:

F = k * |Q1 * Q2| / r^2

где:

• F - сила взаимодействия
• k - коэффициент пропорциональности (k ≈ 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²)
• Q1 и Q2 - величины взаимодействующих зарядов
• r - расстояние между зарядами

Шаг 3: Рассчитаем силу, действующую на заряд Q от заряда Q1:

F1 = k * |Q1 * Q| / r^2

Подставим значения:

• F1 = 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл² * |10 * 10^-9 Кл * 2 * 10^-9 Кл| / (0.1 м)^2
• F1 = 8.99 * 10^9 * 20 * 10^-18 / 0.01
• F1 = 8.99 * 10^9 * 2 * 10^-16
• F1 = 17.98 * 10^-7 Н = 1.798 * 10^-6 Н

Шаг 4: Теперь рассчитаем силу, действующую на заряд Q от заряда Q2:

F2 = k * |Q2 * Q| / r^2

Подставим значения:

• F2 = 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл² * |-8 * 10^-9 Кл * 2 * 10^-9 Кл| / (0.1 м)^2
• F2 = 8.99 * 10^9 * 16 * 10^-18 / 0.01
• F2 = 8.99 * 10^9 * 1.6 * 10^-16
• F2 = 14.384 * 10^-7 Н = 1.4384 * 10^-6 Н

Шаг 5: Теперь определим направление сил. Сила F1 от Q1 будет направлена от Q1 к Q (положительная сила), а сила F2 от Q2 будет направлена к Q (отрицательная сила). Таким образом, обе силы будут направлены в одну сторону (в сторону Q1).

Шаг 6: Найдем результирующую силу:

F = F1 + F2

• F = 1.798 * 10^-6 Н + 1.4384 * 10^-6 Н
• F = 3.2364 * 10^-6 Н

Таким образом, результирующая сила, действующая на заряд Q, равна примерно 3.24 мкН и направлена от Q2 к Q1.