Question

3. Заряд уединенного металлического шара 1 мкКл. Радиус шара 20 см. Определить напряженность поля, создаваемого этим шаром на расстоянии 0,05 м от его центра.

Answer 1

Для решения задачи необходимо использовать закон Кулона:

F = k * (q1 * q2) / r^2

где F - сила взаимодействия между зарядами, k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды, r - расстояние между зарядами.

Найдем сначала заряд в кулонах:

1 мкКл = 1 * 10^-6 Кл

Значит, заряд шара q1 = 1 * 10^-6 Кл.

Найдем силу F1, действующую на заряд q1 со стороны заряда q2 на расстоянии r = 0,05 м:

F1 = k * (q1 * q2) / r^2

F1 = 9 * 10^9 * (1 * 10^-6 * q2) / (0,05)^2

Сила F1 будет действовать на заряд q1 со стороны заряда q2, который создается самим шаром на расстоянии r от его центра. Но по закону суперпозиции поле от заряда q1 на расстоянии r будет равно по напряженности полю, которое создается зарядом q2 на том же расстоянии r. Таким образом, для нахождения искомой напряженности поля необходимо разделить силу F1 на заряд q1:

E = F1 / q1

E = 9 * 10^9 * q2 / (0,05)^2

Ответ: напряженность поля, создаваемого шаром на расстоянии 0,05 м от его центра, равна 9 * 10^9 * q2 / (0,05)^2, где q2 - заряд шара в кулонах.

Answer 2

Для определения напряженности поля, создаваемого уединенным металлическим шаром, можно использовать формулу для электрического поля точечного заряда:

E = k * |Q| / r^2,

где E - напряженность поля, k - электростатическая постоянная (k ≈ 8.99 * 10^9 Н·м^2/Кл^2), |Q| - абсолютное значение заряда, r - расстояние от центра шара.

В данном случае, заряд уединенного металлического шара |Q| = 1 мкКл = 1 * 10^(-6) Кл, а расстояние r = 0,05 м.

Подставим эти значения в формулу:

E = (8.99 * 10^9 Н·м^2/Кл^2) * (1 * 10^(-6) Кл) / (0,05 м)^2.

Рассчитаем значение:

E = (8.99 * 10^9 Н·м^2/Кл^2) * (1 * 10^(-6) Кл) / (0,05 м)^2 ≈ 1.7978 * 10^6 Н/Кл.

Таким образом, напряженность поля, создаваемого этим шаром на расстоянии 0,05 м от его центра, примерно равна 1.7978 * 10^6 Н/Кл.