2025-09-05 05:39:19
Какова величина и направление силы, действующей на точечный заряд q3 = -10 нКл, который помещен посередине между точечными зарядами q1 = 10 мкКл и q2 = 20 мкКл, если расстояние между ними составляет 20 см? Также укажите направление векторов на рисунке.
Физика Колледж Электрическое поле и силы, действующие на заряды величина силы направление силы точечный заряд заряды q1 q2 расстояние между зарядами физика 12 класс электростатика векторы сил закон Кулона взаимодействие зарядов
2025-09-05 05:39:33
Чтобы определить величину и направление силы, действующей на заряд q3, необходимо использовать закон Кулона. Сначала давайте разберемся с данными:
- q1 = 10 мкКл = 10 * 10^-6 Кл
- q2 = 20 мкКл = 20 * 10^-6 Кл
- q3 = -10 нКл = -10 * 10^-9 Кл
- Расстояние между q1 и q2 = 20 см = 0.2 м
- Расстояние от q1 до q3 и от q2 до q3 = 0.1 м (поскольку q3 находится посередине)
Теперь рассчитаем силу, действующую на заряд q3 от зарядов q1 и q2.
1. Расчет силы, действующей от q1 на q3:Сила, действующая на заряд q3 от заряда q1, вычисляется по формуле:
F1 = k * |q1 * q3| / r^2
где k = 9 * 10^9 Н·м²/Кл² (константа Кулона), r - расстояние между q1 и q3.
Подставляем значения:
F1 = 9 * 10^9 * |10 * 10^-6 * -10 * 10^-9| / (0.1)^2
F1 = 9 * 10^9 * 10 * 10^-6 * 10 * 10^-9 / 0.01
F1 = 9 * 10^9 * 10^-4 / 0.01 = 9 * 10^9 * 10^-2 = 9 * 10^7 Н
2. Расчет силы, действующей от q2 на q3:Аналогично, сила, действующая на заряд q3 от заряда q2:
F2 = k * |q2 * q3| / r^2
Подставляем значения:
F2 = 9 * 10^9 * |20 * 10^-6 * -10 * 10^-9| / (0.1)^2
F2 = 9 * 10^9 * 20 * 10^-6 * 10 * 10^-9 / 0.01
F2 = 9 * 10^9 * 20 * 10^-4 / 0.01 = 9 * 10^9 * 2 * 10^{-2} = 18 * 10^7 Н
3. Определение направления сил:Теперь определим направление сил:
- Сила F1, действующая от q1 на q3, направлена вправо (от положительного заряда q1 к отрицательному заряду q3).
- Сила F2, действующая от q2 на q3, направлена влево (от положительного заряда q2 к отрицательному заряду q3).
Теперь, чтобы найти результирующую силу, нужно учесть направления:
Результирующая сила F = F1 - F2 = 9 * 10^7 Н - 18 * 10^7 Н = -9 * 10^7 Н.
Знак минус показывает, что результирующая сила направлена влево (в сторону q2).
Ответ:Величина результирующей силы, действующей на заряд q3, составляет 9 * 10^7 Н, направлена влево, т.е. к заряду q2.