Для решения данной задачи, сначала вспомним формулу для электростатического поля, создаваемого точечными зарядами. Электрическое поле \( E \), создаваемое зарядами \( q \), можно вычислить по формуле:
\[ E = \frac{k \cdot |q|}{r^2} \]
где:
- \( k \) — коэффициент пропорциональности (для вакуума \( k \approx 8.99 \times 10^9 \, \text{Н м}^2/\text{Кл}^2 \)),
- \( |q| \) — абсолютное значение заряда,
- \( r \) — расстояние от заряда до точки, в которой мы хотим найти напряженность электрического поля.
В вашей задаче два заряда: \( q_1 = 5 \, \text{нКл} \) (положительный) и \( q_2 = -2 \, \text{нКл} \) (отрицательный). Расстояние между ними составляет 40 см (или 0.4 м). Мы ищем напряженность электрического поля в точке, расположенной на 10 см (или 0.1 м) от заряда \( q_1 \).
Расстояние от \( q_1 \):
- Для точки, находящейся на 10 см от \( q_1 \): \[ r_1 = 0.1 \, \text{м} \]
- Для точки, находящейся на 30 см от \( q_2 \) (так как полное расстояние между зарядами 40 см): \[ r_2 = 0.4 - 0.1 = 0.3 \, \text{м} \]
Найдем электрическое поле от заряда \( q_1 \): \[ E_1 = \frac{k \cdot |q_1|}{r_1^2} = \frac{8.99 \times 10^9 \cdot 5 \times 10^{-9}}{(0.1)^2} = \frac{8.99 \times 5}{0.01} = 4495 \, \text{Н/Кл} \] Направление этого поля будет от заряда \( q_1 \) (положительный заряд создает поле, направленное наружу).
Теперь найдем электрическое поле от заряда \( q_2 \): \[ E_2 = \frac{k \cdot |q_2|}{r_2^2} = \frac{8.99 \times 10^9 \cdot 2 \times 10^{-9}}{(0.3)^2} = \frac{8.99 \times 2}{0.09} \approx 199.78 \, \text{Н/Кл} \] Направление этого поля будет направлено к заряду \( q_2 \) (отрицательный заряд создает поле, направленное к нему).
Сложение полей: Поскольку \( E_1 \) направлено наружу, а \( E_2 \) направлено к \( q_2 \) (в ту же сторону, что и \( E_1 \)), напряженность электрического поля в искомой точке будет: \[ E_{total} = E_1 + E_2 = 4495 + 199.78 \approx 4694.78 \, \text{Н/Кл} \]
Таким образом, напряженность электрического поля в указанной точке составляет примерно \( 4694.78 \, \text{Н/Кл} \).