Для решения этой задачи необходимо рассмотреть, что такое точечный заряд и однородное электрическое поле, а также как они взаимодействуют.
Дано:
- Напряженность однородного электрического поля \( E = 4 \, \text{кН/Кл} = 4000 \, \text{В/м} \)
- Модуль точечного заряда \( Q = 0,2 \, \text{Кл} \)
- Нам нужно найти расстояние от точечного заряда до точки, где напряженность созданного им поля равна напротив однородного поля.
Понятия:
Напряженность электрического поля: Напряженность электрического поля от точечного заряда вычисляется по формуле: \[ E_Q = \frac{k \cdot |Q|}{r^2} \] где:
- \( E_Q \) — напряженность поля в точке на расстоянии \( r \) от заряда,
- \( k \) — коэффициент пропорциональности (постоянная Кулона), примерно равен \( 9 \times 10^9 \, \text{Н·м}^2/\text{Кл}^2 \),
- \( |Q| \) — модуль заряда,
- \( r \) — расстояние от заряда до точки измерения.
Условия задачи: Мы ищем такое расстояние \( r \), при котором напряженность электрического поля от точечного заряда будет равна напряженности заданного однородного поля \( E \).
Решение:
Согласно условию, мы можем записать уравнение: \[ \frac{k \cdot |Q|}{r^2} = E \] Теперь подставим известные значения: \[ \frac{9 \times 10^9 \cdot 0,2}{r^2} = 4000 \] Упростим это уравнение: \[ \frac{1.8 \times 10^9}{r^2} = 4000 \]
Теперь умножим обе стороны уравнения на \( r^2 \) и затем разделим на 4000: \[ 1.8 \times 10^9 = 4000 \cdot r^2 \] \[ r^2 = \frac{1.8 \times 10^9}{4000} \] \[ r^2 = 4.5 \times 10^5 \] Теперь найдем \( r \), взяв квадратный корень: \[ r = \sqrt{4.5 \times 10^5} \approx 671.45 \, \text{м} \]
Ответ:
Расстояние от точечного заряда до точки, в которой напряженность созданного им поля равна 4 кН/кЛ, составляет приблизительно 671,45 метров.
Заключение:
Мы нашли, что расстояние, на котором напряженность поля точечного заряда равна напряженности однородного поля, составило ongeveer 671,45 метра. Важно понимать, что напряженность электрического поля может изменяться в зависимости от расстояния до заряда, и использование формул помогает это учитывать.