Похожие вопросы
2025-09-02 23:34:37
Какую работу необходимо совершить, чтобы два заряда 3,0*10^-6 Кл, находящиеся в воздухе на расстоянии 0,6 м друг от друга, сблизить до 0,2 м?
Физика 11 класс Электростатика работа заряды расстояние физика электрическое поле взаимодействие силы Энергия Coulomb формула 11 класс
2025-09-02 23:34:47
Для решения этой задачи мы будем использовать формулу для вычисления электрической потенциальной энергии между двумя точечными зарядами. Потенциальная энергия U двух зарядов q1 и q2 на расстоянии r определяется по формуле:
U = k * (q1 * q2) / r
где:
- U - потенциальная энергия;
- k - электрическая постоянная, равная примерно 8,99 * 10^9 Н·м²/Кл²;
- q1 и q2 - значения зарядов;
- r - расстояние между зарядами.
В нашем случае оба заряда равны 3,0 * 10^-6 Кл, и мы сначала найдем потенциальную энергию на начальном расстоянии (0,6 м), а затем на конечном расстоянии (0,2 м).
- Сначала рассчитаем потенциальную энергию на расстоянии 0,6 м:
- Теперь рассчитаем потенциальную энергию на расстоянии 0,2 м:
- Теперь найдем работу, которую необходимо совершить для сближения зарядов:
U1 = k * (q1 * q2) / r1
U1 = 8,99 * 10^9 Н·м²/Кл² * (3,0 * 10^-6 Кл * 3,0 * 10^-6 Кл) / 0,6 м
U1 = 8,99 * 10^9 * 9,0 * 10^-12 / 0,6
U1 = 8,99 * 10^9 * 15 * 10^-12
U1 = 134,85 * 10^-3 Дж
U1 ≈ 0,13485 Дж
U2 = k * (q1 * q2) / r2
U2 = 8,99 * 10^9 Н·м²/Кл² * (3,0 * 10^-6 Кл * 3,0 * 10^-6 Кл) / 0,2 м
U2 = 8,99 * 10^9 * 9,0 * 10^-12 / 0,2
U2 = 8,99 * 10^9 * 45 * 10^-12
U2 = 404,55 * 10^-3 Дж
U2 ≈ 0,40455 Дж
Работа W = U2 - U1
W = 0,40455 Дж - 0,13485 Дж
W ≈ 0,2697 Дж
Таким образом, работа, которую необходимо совершить, чтобы сблизить два заряда на расстоянии 0,6 м до 0,2 м, составляет примерно 0,27 Дж.