Какова напряженность результирующего электростатического поля в точке А, созданного двумя точечными зарядами, которые находятся в вакууме на определенном расстоянии друг от друга и имеют равные модули |q1|=|q2|=q?
Физика Колледж Электростатика напряжённость электростатического поля точечные заряды Вакуум результирующее поле расстояние между зарядами модули зарядов
Для нахождения напряженности результирующего электростатического поля в точке А, созданного двумя точечными зарядами, необходимо выполнить несколько шагов. Давайте рассмотрим этот процесс подробно.
Шаг 1: Определение зарядов и расстоянияПусть у нас есть два точечных заряда: q1 и q2, которые имеют равные модули |q1| = |q2| = q и находятся на расстоянии d друг от друга. Предположим, что заряд q1 находится в точке O1, а заряд q2 в точке O2. Точка A, в которой мы хотим найти напряженность поля, расположена на некотором расстоянии от этих зарядов.
Шаг 2: Напряженность поля от каждого зарядаНапряженность электростатического поля, создаваемого точечным зарядом q на расстоянии r от него, определяется по формуле:
E = k * |q| / r^2,
где k - электрическая постоянная (k ≈ 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²).
Теперь мы можем рассмотреть напряженности полей от каждого заряда в точке A:
Важно помнить, что направление напряженности поля зависит от знака заряда:
Поскольку у нас равные по модулю заряды, мы должны учитывать их знаки при определении направления.
Шаг 4: Векторная сумма напряженностиРезультирующая напряженность E в точке A будет равна векторной сумме напряженности полей от каждого заряда:
E = E1 + E2.
Если напряженности направлены в одну сторону, мы можем просто сложить их:
E = E1 + E2.
Если они направлены в противоположные стороны, то мы вычтем меньшую из большей:
E = |E1 - E2|.
Шаг 5: Подставление значенийТеперь подставим значения для E1 и E2:
Таким образом, результирующая напряженность будет:
E = k * |q| / r1^2 + k * |q| / r2^2
или
E = k * |q| * (1 / r1^2 + 1 / r2^2).
Шаг 6: ЗаключениеТаким образом, мы получили выражение для напряженности результирующего электростатического поля в точке A, созданного двумя зарядами. Не забудьте учитывать знаки зарядов и направления напряженности при вычислениях.