Заряды 10 н 16 нКл расположены на расстоянии 7 мм друг от друга. Какая сила будет действовать на заряд 2 нКл. помещенный в точку, удаленную на 3 мм от меньшего заряда и на 4 мм от большего? Ответ лапишите в мн.
Ответ нейросети
01 февраля 2025 11:20
Чтобы решить задачу, используем закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между электрическими зарядами. Формула закона Кулона выглядит так:
[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} ]
где:
- ( F ) — сила взаимодействия между зарядами (в ньютонах, Н),
- ( k ) — электрическая постоянная (( k \approx 8.99 \times 10^9 , \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 )),
- ( q_1 ) и ( q_2 ) — величины взаимодействующих зарядов (в кулонах, Кл),
- ( r ) — расстояние между зарядами (в метрах, м).
Дано:
- Заряд ( q_1 = 10 , \text{нКл} = 10 \times 10^{-9} , \text{Кл} ),
- Заряд ( q_2 = 16 , \text{нКл} = 16 \times 10^{-9} , \text{Кл} ),
- Заряд ( q_3 = 2 , \text{нКл} = 2 \times 10^{-9} , \text{Кл} ),
- Расстояние между ( q_1 ) и ( q_2 ) равно ( 7 , \text{мм} = 0.007 , \text{м} ),
- Расстояние между зарядом ( q_3 ) и ( q_1 ) равно ( 3 , \text{мм} = 0.003 , \text{м} ),
- Расстояние между зарядом ( q_3 ) и ( q_2 ) равно ( 4 , \text{мм} = 0.004 , \text{м} ).
Теперь рассчитаем силы, действующие на заряд ( q_3 ) от зарядов ( q_1 ) и ( q_2 ).
- Сила, действующая от ( q_1 ) на ( q_3 ):
Расстояние ( r_{13} = 3 , \text{мм} = 0.003 , \text{м} ).
[ F_{13} = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_3|}{r_{13}^2} ]
Подставляем значения:
[ F_{13} = 8.99 \times 10^9 \times \frac{|10 \times 10^{-9} \cdot 2 \times 10^{-9}|}{(0.003)^2} ]
[ F_{13} = 8.99 \times 10^9 \times \frac{20 \times 10^{-18}}{0.000009} ]
[ F_{13} = 8.99 \times 10^9 \times \frac{20 \times 10^{-18}}{9 \times 10^{-6}} ]
[ F_{13} = 8.99 \times 10^9 \times 2.2222 \times 10^{-12} ]
[ F_{13} \approx 19.98 \times 10^{-3} , \text{Н} \approx 0.02 , \text{Н} ]
Сила направлена от ( q_1 ) к ( q_3 ) (от положительного заряда, так как оба заряда имеют положительный знак).
- Сила, действующая от ( q_2 ) на ( q_3 ):
Расстояние ( r_{23} = 4 , \text{мм} = 0.004 , \text{м} ).
[ F_{23} = k \cdot \frac{|q_2 \cdot q_3|}{r_{23}^2} ]
Подставляем значения:
[ F_{23} = 8.99 \times 10^9 \times \frac{|16 \times 10^{-9} \cdot 2 \times 10^{-9}|}{(0.004)^2} ]
[ F_{23} = 8.99 \times 10^9 \times \frac{32 \times 10^{-18}}{0.000016} ]
[ F_{23} = 8.99 \times 10^9 \times \frac{32 \times 10^{-18}}{16 \times 10^{-6}} ]
[ F_{23} = 8.99 \times 10^9 \times 2 \times 10^{-12} ]
[ F_{23} \approx 17.98 \times 10^{-3} , \text{Н} \approx 0.018 , \text{Н} ]
Сила направлена от ( q_2 ) к ( q_3 ) (также от положительного заряда).
- Определяем направление и результирующую силу:
Силы ( F_{13} ) и ( F_{23} ) направлены в противоположные стороны, поэтому результирующая сила будет равна разности этих сил:
[ F_{\text{рез}} = F_{13} - F_{23} ]
[ F_{\text{рез}} \approx 0.020 , \text{Н} - 0.018 , \text{Н} ]
[ F_{\text{рез}} \approx 0.002 , \text{Н} ]
Таким образом, результирующая сила, действующая на заряд ( 2 , \text{нКл} ), составляет примерно:
[ F \approx 2 , \text{мН} ]
Сила направлена от ( q_1 ) к ( q_3 ).
Понравился ответ?
Задай свой вопрос
Напиши любую задачу или вопрос, а нейросеть её решит



