Чтобы рассчитать работу, совершаемую электрическим полем при перемещении заряда, используем формулу:
\[ A = Q \cdot E \cdot d \cdot \cos(\alpha), \]
где:
- \( A \) — работа (в Джоулях),
- \( Q \) — заряд (в Кулонах),
- \( E \) — модуль напряженности электрического поля (в Н/Кл),
- \( d \) — расстояние перемещения заряда (в метрах),
- \( \alpha \) — угол между направлением силы и направлением перемещения. В данном случае, будем считать, что угол равен 0, если перемещение происходит в том же направлении, что и напряженность поля.
Теперь подставим известные значения в формулу:
Заряд \( Q \):
- У нас есть заряд равный \( 300 \) нКл. Переведем его в Кулоны: \[ Q = 300 \text{ нКл} = 300 \times 10^{-9} \text{ Кл} = 3 \times 10^{-7} \text{ Кл}. \]
Напряженность поля \( E \):
- Дано, что \( E = 100 \text{ Н/Кл} \).
Расстояние \( d \):
- Заряд переместился на \( 40 \text{ см} \). Переведем это значение в метры: \[ d = 40 \text{ см} = 0.4 \text{ м}. \]
Угол \( \alpha \):
- Если заряд перемещается в направлении электрического поля, то угол \( \alpha = 0°\), и \(\cos(0) = 1\).
Теперь подставим все данные в формулу:
\[ A = (3 \times 10^{-7} \text{ Кл}) \cdot (100 \text{ Н/Кл}) \cdot (0.4 \text{ м}) \cdot \cos(0). \] \[ A = (3 \times 10^{-7}) \cdot (100) \cdot (0.4) \cdot 1. \] \[ A = 3 \times 10^{-7} \cdot 100 \cdot 0.4. \] \[ A = 3 \times 0.4 \times 10^{-5} = 1.2 \times 10^{-5} \text{ Дж}. \]
Таким образом, работа, совершенная электрическим полем, равна \( 1.2 \times 10^{-5} \) Дж.