Какова величина и направление силы, действующей на точечный заряд -3 * 10^-9 Кл, когда он помещен в середине отрезка между зарядами 1.0 * 10^-8 Кл и 2.0 * 10^-8 Кл, которые находятся на расстоянии 1 м друг от друга в вакууме?

Физика 11 класс Электрические поля и силы величина силы направление силы точечный заряд заряды расстояние Вакуум физика 11 класс электрическое поле закон Кулона взаимодействие зарядов Новый

Для решения задачи нам нужно рассчитать силу, действующую на точечный заряд, находящийся между двумя другими зарядами. Мы будем использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между зарядами.

Шаг 1: Определим расположение зарядов.

• Пусть заряд 1 (Q1 = 1.0 * 10^-8 Кл) находится в точке A (на координате 0 м).
• Заряд 2 (Q2 = 2.0 * 10^-8 Кл) находится в точке B (на координате 1 м).
• Точечный заряд (Q = -3 * 10^-9 Кл) помещен в середину отрезка AB, то есть на координате 0.5 м.

Шаг 2: Найдем силы, действующие на заряд Q от зарядов Q1 и Q2.

• Сначала найдем силу, действующую на заряд Q от заряда Q1:
1. Расстояние между Q и Q1 равно 0.5 м.
2. По закону Кулона: F1 = k * |Q1 * Q| / r^2, где k = 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл² - коэффициент пропорциональности.
3. Подставим значения: F1 = (8.99 * 10^9) * |(1.0 * 10^-8) * (-3 * 10^-9)| / (0.5)^2.
4. F1 = (8.99 * 10^9) * (3.0 * 10^-17) / 0.25 = 1.0788 * 10^-6 Н.
• Теперь найдем силу, действующую на заряд Q от заряда Q2:
1. Расстояние между Q и Q2 также равно 0.5 м.
2. По тому же закону Кулона: F2 = k * |Q2 * Q| / r^2.
3. Подставим значения: F2 = (8.99 * 10^9) * |(2.0 * 10^-8) * (-3 * 10^-9)| / (0.5)^2.
4. F2 = (8.99 * 10^9) * (6.0 * 10^-17) / 0.25 = 2.1588 * 10^-6 Н.

Шаг 3: Определим направление сил.

• Сила F1, действующая от заряда Q1 на заряд Q, направлена влево (к заряду Q1), так как Q1 положительный, а Q отрицательный.
• Сила F2, действующая от заряда Q2 на заряд Q, направлена вправо (к заряду Q2), так как Q2 положительный, а Q отрицательный.

Шаг 4: Найдем результирующую силу.

• Сила F1 направлена влево, а сила F2 направлена вправо. Поскольку F2 > F1, результирующая сила будет направлена вправо.
• Результирующая сила F = F2 - F1 = 2.1588 * 10^-6 Н - 1.0788 * 10^-6 Н = 1.08 * 10^-6 Н.

Ответ: Величина результирующей силы составляет 1.08 * 10^-6 Н, и она направлена вправо, к заряду Q2.