Как можно вычислить заряд Земли, зная, что напряженность электрического поля на ее поверхности равна 120 В/м и направлена к Земле? Радиус Земли можно считать равным 6400 км. Каков будет ответ, округленный до сотых, и какая у него размерность (в Мкл)?

Физика Колледж Электростатика заряд Земли напряженность электрического поля радиус Земли вычисление заряда физика электричество размерность заряда В/м Мкл округление до сотых Новый

Чтобы вычислить заряд Земли, используя напряженность электрического поля, мы можем воспользоваться формулой, связывающей электрическое поле и заряд. Напряженность электрического поля на поверхности сферы (в нашем случае Земли) определяется по формуле:

E = k * |Q| / R²

где:

• E - напряженность электрического поля (в В/м),
• k - электростатическая постоянная, равная примерно 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²,
• Q - заряд (в Кл),
• R - радиус сферы (в метрах).

Давайте подставим известные значения в формулу. Напряженность электрического поля E равна 120 В/м, а радиус Земли R равен 6400 км, что в метрах будет 6400 * 1000 = 6,4 * 10^6 м.

1. Подставим известные значения в формулу:
2. 120 = (8.99 * 10^9 * |Q|) / (6.4 * 10^6)²
3. Теперь нам нужно выразить |Q|:

Перепишем уравнение:

|Q| = (E * R²) / k

Теперь подставим значения:

1. R² = (6.4 * 10^6)² = 4.096 * 10^13 м²,
2. Теперь подставим значения в формулу для Q:

|Q| = (120 * 4.096 * 10^13) / (8.99 * 10^9)

Теперь посчитаем:

1. 120 * 4.096 * 10^13 = 4.9152 * 10^15,
2. Теперь делим на 8.99 * 10^9:

|Q| = 4.9152 * 10^15 / 8.99 * 10^9 ≈ 546.16 Кл

Теперь преобразуем заряд в микроКулоны (МкКл), так как 1 Кл = 10^6 МкКл:

|Q| ≈ 546.16 * 10^6 МкКл = 546160000 МкКл

Итак, заряд Земли, округленный до сотых, составляет примерно 546160000.00 МкКл.