Какова напряженность электрического поля в точке, расположенной на расстоянии 15 см от центра двух концентрических заряженных сфер радиусом 6 см и 10 см, которые имеют заряды 1 нКл и -0.5 нКл соответственно?

Физика Колледж Электрическое поле и закон Кулона напряженность электрического поля концентрические заряженные сферы расстояние 15 см заряды 1 нКл заряды -0.5 нКл Новый

Для нахождения напряженности электрического поля в заданной точке, расположенной на расстоянии 15 см от центра двух концентрических заряженных сфер, нам нужно учесть, что напряженность электрического поля создается каждым из зарядов отдельно, а затем мы сложим их векторы.

Шаги решения:

1. Определим расстояния:
   • Радиус первой сферы (положительный заряд): 6 см
   • Радиус второй сферы (отрицательный заряд): 10 см
   • Расстояние до точки: 15 см
2. Используем формулу для напряженности электрического поля:
   • Напряженность электрического поля E от точечного заряда Q на расстоянии r определяется по формуле: E = k * |Q| / r², где k = 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл² (константа Кулона).
3. Рассчитаем напряженность электрического поля от первого заряда (1 нКл):
   • Q1 = 1 нКл = 1 * 10^-9 Кл
   • r1 = 15 см = 0.15 м
   • Подставим значения в формулу:
   • E1 = (8.99 * 10^9) * (1 * 10^-9) / (0.15)²
   • E1 ≈ (8.99 * 10^9) * (1 * 10^-9) / 0.0225 ≈ 399.56 Н/Кл
   • Направление E1 будет от заряда, так как заряд положительный.
4. Рассчитаем напряженность электрического поля от второго заряда (-0.5 нКл):
   • Q2 = -0.5 нКл = -0.5 * 10^-9 Кл
   • r2 = 15 см = 0.15 м
   • Подставим значения в формулу:
   • E2 = (8.99 * 10^9) * (0.5 * 10^-9) / (0.15)²
   • E2 ≈ (8.99 * 10^9) * (0.5 * 10^-9) / 0.0225 ≈ 199.78 Н/Кл
   • Направление E2 будет к заряду, так как заряд отрицательный.
5. Сложим напряженности:
   • Так как E1 направлено от положительного заряда, а E2 - к отрицательному, мы вычтем E2 из E1:
   • E = E1 - E2 = 399.56 Н/Кл - 199.78 Н/Кл ≈ 199.78 Н/Кл.

Ответ: Напряженность электрического поля в точке, расположенной на расстоянии 15 см от центра двух сфер, составляет примерно 199.78 Н/Кл, направлена от центра сферы.