Какую работу нужно будет выполнить, чтобы приблизить два одноименных точечных заряда 2,5 * 10^-7 Кл и 4 * 10^-7 Кл, которые находятся на расстоянии 1 м друг от друга, до расстояния 50 см?

За решение от меня будет вознаграждение.

Физика 11 класс Электростатика работа одноименные заряды точечные заряды расстояние физика 11 класс электростатика притяжение зарядов энергия взаимодействия формула работы закон Кулона Новый

Чтобы найти работу, необходимую для сближения двух одноименных точечных зарядов, мы можем использовать формулу для электростатической потенциальной энергии. Работа, которую нужно выполнить, равна изменению потенциальной энергии системы зарядов.

Формула для потенциальной энергии U двух точечных зарядов выглядит следующим образом:

U = k * (q1 * q2) / r

где:

• U - потенциальная энергия (Дж)
• k - электрическая постоянная, примерно равная 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²
• q1 и q2 - величины зарядов (Кл)
• r - расстояние между зарядами (м)

В нашем случае:

• q1 = 2.5 * 10^-7 Кл
• q2 = 4 * 10^-7 Кл
• r1 = 1 м (начальное расстояние)
• r2 = 0.5 м (конечное расстояние)

Теперь найдем потенциальную энергию при начальном расстоянии:

U1 = k * (q1 * q2) / r1

Подставляем значения:

U1 = 8.99 * 10^9 * (2.5 * 10^-7 * 4 * 10^-7) / 1

U1 = 8.99 * 10^9 * (10 * 10^-14) = 8.99 * 10^{-4} Дж

Теперь найдем потенциальную энергию при конечном расстоянии:

U2 = k * (q1 * q2) / r2

Подставляем значения:

U2 = 8.99 * 10^9 * (2.5 * 10^-7 * 4 * 10^-7) / 0.5

U2 = 8.99 * 10^9 * (10 * 10^{-14}) / 0.5 = 8.99 * 10^{-4} / 0.5 = 1.798 * 10^{-3} Дж

Теперь находим работу, которую нужно выполнить:

A = U2 - U1

A = 1.798 * 10^{-3} - 8.99 * 10^{-4} = 9.99 * 10^{-4} Дж

Таким образом, работа, которую нужно будет выполнить, чтобы приблизить два одноименных точечных заряда с 1 м до 0.5 м, составляет:

A ≈ 9.99 * 10^{-4} Дж