Для решения задачи, давайте используем закон Кулона для нахождения силы, действующей на точечный заряд в электрическом поле, создаваемом бесконечно длинной проводящей нитью с равномерным распределением заряда.
Определим электрическое поле: Электрическое поле, созданное бесконечно длинной нитью с линейной плотностью заряда \(\lambda\) (в данном случае \(\lambda = 2 \, \mu \text{Кл/м} = 2 \times 10^{-6} \, \text{Кл/м}\)), на расстоянии \(r\) от нити можно вычислить по формуле:
\[ E = \frac{\lambda}{2 \pi \varepsilon_0 r} \]
где \(\varepsilon_0 \approx 8.85 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м}\) — электрическая постоянная.
Подставим значения: В нашем случае, \(r = 15 \, \text{см} = 0.15 \, \text{м}\).
Подставим значение \(\lambda\):
\[ E = \frac{2 \times 10^{-6}}{2 \pi \cdot (8.85 \times 10^{-12}) \cdot 0.15} \]
Теперь вычислим \(E\):
\[ E = \frac{2 \times 10^{-6}}{2 \pi \cdot (8.85 \times 10^{-12}) \cdot 0.15} \approx \frac{2 \times 10^{-6}}{8.33 \times 10^{-12}} \approx 2.40 \times 10^5 \, \text{Н/Кл} \]
Определим силу, действующую на заряд: Сила, действующая на точечный заряд \(q\), равна:
\[ F = qE \]
При \(q = 25 \, \text{нКл} = 25 \times 10^{-9} \, \text{Кл}\):
\[ F = (25 \times 10^{-9}) \cdot (2.40 \times 10^5) \]
Теперь вычислим силу:
\[ F \approx 6.00 \times 10^{-4} \, \text{Н} \]
Таким образом, сила, действующая на заряд \(q\), равна примерно \(6.00 \, \text{мН}\).