В двух противоположных вершинах квадрата со стороной 30 см находятся одинаковые отрицательные заряды...

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
электростатика напряженность поля квадрат отрицательные заряды физика электрическое поле расчеты вершины квадрата
0

в двух противоположных вершинах квадрата со стороной 30 см находятся одинаковые отрицательные заряды по - 5 на 10 в - 9 каждый . найти напряженность поля в двух других вершинах квадрата

avatar
задан месяц назад

2 Ответа

0

Для нахождения напряженности поля в двух других вершинах квадрата, нам необходимо воспользоваться формулой для вычисления напряженности электрического поля от точечного заряда:

E = k * |q| / r^2

Где: E - напряженность поля k - постоянная Кулона (8,99 10^9 Н м^2 / Кл^2) |q| - величина заряда r - расстояние от заряда до точки, в которой мы хотим найти напряженность поля

Так как у нас одинаковые заряды по -5 на 10 в -9 каждый, то |q| = 5 * 10^-9 Кл.

Расстояние от заряда до вершин квадрата можно найти с помощью теоремы Пифагора: r = √(a^2 + a^2), где a - сторона квадрата (30 см = 0,3 м).

Таким образом, расстояние от заряда до вершин квадрата составляет r = 0,3 * √2 м.

Подставляем все данные в формулу:

E = (8,99 10^9 Н м^2 / Кл^2) (5 10^-9 Кл) / (0,3 * √2)^2 м^2

E ≈ 10^4 Н/Кл

Таким образом, напряженность поля в двух других вершинах квадрата составляет примерно 10^4 Н/Кл.

avatar
ответил месяц назад
0

Для решения задачи найдем напряженность электрического поля в вершинах квадрата, где отсутствуют заряды. Даны два одинаковых отрицательных заряда ( q_1 = q_2 = -5 \times 10^{-9} ) Кл, расположенных в противоположных вершинах квадрата со стороной ( a = 30 ) см или ( 0.3 ) м.

  1. Определим расстояние от каждого заряда до вершины, в которой мы ищем напряженность:

    Вершины квадрата, в которых мы ищем напряженность, находятся на одинаковом расстоянии от каждого заряда. Это расстояние является стороной квадрата, то есть ( r = 0.3 ) м.

  2. Выразим напряженность поля от одного заряда:

    Напряженность электрического поля ( \mathbf{E} ) от точечного заряда в вакууме рассчитывается по формуле: [ E = \frac{k \cdot |q|}{r^2} ] где ( k \approx 8.99 \times 10^9 \, \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2 ) — электрическая постоянная.

    Подставим данные: [ E = \frac{8.99 \times 10^9 \times 5 \times 10^{-9}}{(0.3)^2} = \frac{44.95 \times 10^0}{0.09} \approx 499.44 \, \text{Н/Кл} ]

  3. Определим направление векторов напряженности:

    Поскольку заряды отрицательные, векторы напряженности будут направлены к зарядам.

  4. Найдем результирующую напряженность в одной из вершин:

    Рассмотрим, например, вершину ( C ). Вектор напряженности от заряда в вершине ( A ) будет направлен по диагонали квадрата, а вектор от заряда в вершине ( B ) — горизонтально влево.

    Используем метод сложения векторов. Напряженность в точке ( C ) будет суммой напряженностей от каждого из зарядов. Поскольку вектора ( \mathbf{E}{CA} ) и ( \mathbf{E}{CB} ) равны по величине и образуют угол в ( 90^\circ ) (так как они направлены по сторонам квадрата), результирующая напряженность ( E_C ) вычисляется по теореме Пифагора: [ EC = \sqrt{E{CA}^2 + E_{CB}^2} = \sqrt{(499.44)^2 + (499.44)^2} = \sqrt{2 \times (499.44)^2} ] [ E_C \approx 499.44 \times \sqrt{2} \approx 706.85 \, \text{Н/Кл} ]

    Направление результирующей напряженности будет по биссектрисе угла между векторами ( \mathbf{E}{CA} ) и ( \mathbf{E}{CB} ).

  5. Аналогично для другой вершины:

    Для противоположной вершины ситуация аналогична, так как конфигурация заряда и симметрия квадрата сохраняется.

Таким образом, напряженность в двух других вершинах квадрата составляет ( \approx 706.85 \, \text{Н/Кл} ), направленная вдоль биссектрисы углов между сторонами квадрата.

avatar
ответил месяц назад

Ваш ответ

Вопросы по теме