Чтобы найти расстояние от точечного заряда до данной точки электрического поля, можно воспользоваться формулой для напряженности электрического поля, создаваемого точечным зарядом:
\[ E = \frac{k \cdot |q|}{r^2}, \]
где:
- \( E \) — напряженность электрического поля (в данном случае 15 мН/Кл или \( 15 \times 10^{-3} \, \text{Н/Кл} \)),
- \( k \) — электрическая постоянная, примерно равная \( 8.99 \times 10^9 \, \text{Н м}^2/\text{Кл}^2 \),
- \( |q| \) — модуль точечного заряда (в данном случае \( 5 \, \text{нКл} = 5 \times 10^{-9} \, \text{Кл} \)),
- \( r \) — расстояние от заряда до точки, в которой измеряется напряженность.
Преобразуем формулу для нахождения \( r \):
\[ r = \sqrt{\frac{k \cdot |q|}{E}}. \]
Подставим известные значения:
\[ r = \sqrt{\frac{8.99 \times 10^9 \cdot 5 \times 10^{-9}}{15 \times 10^{-3}}}. \]
Проведем расчеты:
Вычислим числитель: \[ 8.99 \times 10^9 \cdot 5 \times 10^{-9} = 44.95. \]
Поделим на знаменатель: \[ \frac{44.95}{15 \times 10^{-3}} = \frac{44.95}{0.015} \approx 2996.67. \]
Теперь найдем корень из результата: \[ r \approx \sqrt{2996.67} \approx 54.77 \, \text{м}. \]
Теперь давайте найдем силу, с которой поле действует на заряд \( 3 \, \text{мкКл} = 3 \times 10^{-6} \, \text{Кл} \). Сила \( F \) определяется через закон Кулона:
\[ F = q \cdot E, \]
где \( q \) — заряд, на который действует электрическое поле.
Подставим значение напряженности и заряда:
\[ F = 3 \times 10^{-6} \cdot 15 \times 10^{-3}. \]
Проведем расчет:
\[ F = 3 \times 15 \times 10^{-9} = 45 \times 10^{-9} \, \text{Н} = 45 \, \text{нН}. \]
Таким образом, расстояние от заряда до точки поля составляет примерно 54.77 м, а сила, с которой поле действует на заряд 3 мкКл, равна 45 нН.