Для того чтобы понять, как изменится по модулю напряженность электрического поля точечного заряда, рассмотрим несколько факторов: напряженность электрического поля, расстояние от заряда и величина самого заряда.
Формула для напряженности электрического поля (E) точечного заряда (Q) на расстоянии (r) от него:
[
E = \frac{k \cdot |Q|}{r^2}
]
где:
- (E) — напряженность электрического поля,
- (k) — коэффициент пропорциональности (постоянная Кулона),
- (|Q|) — величина заряда,
- (r) — расстояние от заряда до точки, где измеряется поле.
Теперь разберём ситуацию по шагам:
Увеличение Заряда:
Если заряд увеличивается в 2 раза, то мы можем записать новый заряд как (Q' = 2Q).
Уменьшение Расстояния:
Если расстояние уменьшается в 2 раза, то новое расстояние будет (r' = \frac{r}{2}).
Теперь подставим эти изменения в формулу напряженности. Новый модуль напряженности (E') будет равен:
[
E' = \frac{k \cdot |Q'|}{(r')^2} = \frac{k \cdot |2Q|}{\left(\frac{r}{2}\right)^2}
]
Разберём это подробнее:
[
E' = \frac{k \cdot |2Q|}{\left(\frac{r}{2}\right)^2} = \frac{k \cdot |2Q|}{\frac{r^2}{4}} = \frac{k \cdot |2Q| \cdot 4}{r^2} = \frac{8k \cdot |Q|}{r^2}
]
Теперь сравним новое значение напряженности (E') с исходным:
[
E = \frac{k \cdot |Q|}{r^2}
]
Сравнив (E') и (E):
[
E' = 8 \cdot E
]
Результат:
Таким образом, напряженность электрического поля увеличивается в 8 раз. Это происходит из-за того, что заряд увеличился в 2 раза, а расстояние уменьшилось в 2 раза, что в итоге дало нам увеличение на 8 раз по модулю напряженности электрического поля.