Для того чтобы найти электрическое поле в заданной точке, создаваемое двумя зарядами, давайте рассмотрим следующие шаги:
Дано:
- Заряд \( q_1 = 3 \times 10^{-6} \, \text{C} \)
- Заряд \( q_2 = -8 \times 10^{-7} \, \text{C} \)
- Расстояние от первого заряда до точки \( r_1 = 27 \, \text{cm} = 0.27 \, \text{m} \)
- Расстояние от второго заряда до точки \( r_2 = 50 \, \text{cm} = 0.50 \, \text{m} \)
Формула для электрического поля
Электрическое поле \( E \), создаваемое зарядом \( q \) на расстоянии \( r \), рассчитывается по формуле:
\[ E = \frac{k \cdot |q|}{r^2} \]
где \( k \) — электростатическая постоянная (приблизительно \( 8.99 \times 10^9 \, \text{N m}^2/\text{C}^2 \)).
Шаг 1: Находим электрическое поле от первого заряда \( q_1 \)
Подставим значения в формулу:
\[ E_1 = \frac{k \cdot |q_1|}{r_1^2} = \frac{8.99 \times 10^9 \cdot 3 \times 10^{-6}}{(0.27)^2} \]
Посчитаем \( (0.27)^2 \):
\[ (0.27)^2 = 0.0729 \, \text{m}^2 \]
Теперь подставим:
\[ E_1 = \frac{8.99 \times 10^9 \cdot 3 \times 10^{-6}}{0.0729} \approx \frac{2.697 \times 10^4}{0.0729} \approx 3.70 \times 10^5 \, \text{N/C} \]
Шаг 2: Находим электрическое поле от второго заряда \( q_2 \)
Аналогично:
\[ E_2 = \frac{k \cdot |q_2|}{r_2^2} = \frac{8.99 \times 10^9 \cdot 8 \times 10^{-7}}{(0.50)^2} \]
Посчитаем \( (0.50)^2 \):
\[ (0.50)^2 = 0.25 \, \text{m}^2 \]
Теперь подставим:
\[ E_2 = \frac{8.99 \times 10^9 \cdot 8 \times 10^{-7}}{0.25} \approx \frac{7.192 \times 10^3}{0.25} \approx 2.877 \times 10^4 \, \text{N/C} \]
Шаг 3: Определяем направление и составляем итоговое поле
- Поле от положительного заряда \( q_1 \) направлено от него, то есть в сторону точки.
- Поле от отрицательного заряда \( q_2 \) направлено к нему, то есть также в сторону точки.
Теперь найдем результирующее электрическое поле \( E_{\text{рез}} \):
\[ E_{\text{рез}} = E_1 + E_2 \]
Подставляем значения:
\[ E_{\text{рез}} = 3.70 \times 10^5 + 2.877 \times 10^4 \]
Сложим:
\[ E_{\text{рез}} \approx 3.70 \times 10^5 + 2.88 \times 10^4 \approx 3.988 \times 10^5 \, \text{N/C} \]
Ответ:
Электрическое поле в данной точке составляет примерно \( 3.988 \times 10^5 \, \text{N/C} \).