Question

Тонкий длинный стержень равномерно заряжен с линейной плотностью =10 мкКл/м. Какова сила F, действующая на точечный заряд Q=10 нКл, находящийся на расстоянии а=20 см от стержня, вблизи его середины?

Answer 1

$F = \frac{k \times q1 \times q2}{ {r}^{2} } = \frac{9 \times {10}^{9} \times 1 \times {10}^{ - 5} \times 1 \times {10}^{ - 8} }{ {0.2}^{2} } = 0.022 \:$Н

Answer 2

Для решения данной задачи воспользуемся формулой для силы взаимодействия между точечным зарядом и проводником:

f = (k * q * Q) / d^2

где f - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (k = 9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2), q - заряд точечного заряда, Q - заряд проводника (линейная плотность * длина проводника), d - расстояние между зарядом и проводником.

В данном случае, линейная плотность проводника равна τ = 10 мкКл/м, а длина проводника равна L = 2a = 2 * 20 см = 40 см = 0.4 м.

Заряд проводника Q = τ * L = 10 * 0.4 = 4 мкКл = 4 * 10^(-6) Кл.

Расстояние между зарядом и проводником d = a = 20 см = 0.2 м.

Подставляя в формулу значения, получаем:

f = (9 * 10^9 * 10 * 10^(-9) * 4 * 10^(-6)) / (0.2^2) = (360 * 10^(-15)) / 0.04 = 9 * 10^(-12) Н = 9 пН.

Таким образом, сила, действующая на точечный заряд q = 10 нКл равна 9 пН и направлена к проводнику.