Question

В какую среду помещен точечный электрический заряд 4.5*10 в минус 7 степени Кл, если на расстоянии 5,0 см от него напряженность поля равна 2,0*10 в 4 степени В/м?

Answer 1

E=E1/E=(k*q/R^2)/E=(9*10^9*4,5*10^-7/25*10^-4)/2*10^4=81
Среда- вода

Answer 2

Чтобы определить среду, в которую помещен точечный электрический заряд, можно воспользоваться законом Кулона и определить значение диэлектрической проницаемости среды.

Закон Кулона формулируется следующим образом:

\[ F = \frac{k \cdot q_1 \cdot q_2}{r^2} \]

где: - \( F \) - сила взаимодействия между точечными зарядами, - \( k \) - электростатическая постоянная (\( k \approx 8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 \)), - \( q_1 \) и \( q_2 \) - величины зарядов, - \( r \) - расстояние между зарядами.

Мы также знаем, что напряженность электрического поля (\( E \)) создаваемого точечным зарядом определяется следующим образом:

\[ E = \frac{F}{q_0} \]

где \( q_0 \) - тестовый заряд.

Мы можем переписать формулу для силы \( F \):

\[ F = E \cdot q_0 \]

Теперь мы можем объединить обе формулы:

\[ E = \frac{k \cdot q_1 \cdot q_2}{r^2 \cdot q_0} \]

Теперь у нас есть значение напряженности поля (\( E \)), заряд \( q_1 \), расстояние \( r \) и электростатическая постоянная \( k \). Мы хотим найти диэлектрическую проницаемость (\( \varepsilon \)) среды, в которой находится заряд. Для этого используем следующее выражение:

\[ E = \frac{1}{4\pi\varepsilon} \cdot \frac{q}{r^2} \]

где \( \varepsilon \) - диэлектрическая проницаемость среды, а \( 4\pi \) - математическая константа (\( \pi \approx 3.14159 \)).

Теперь мы можем выразить \( \varepsilon \):

\[ \varepsilon = \frac{1}{4\pi} \cdot \frac{k \cdot q}{E \cdot r^2} \]

Подставим известные значения:

\[ \varepsilon = \frac{1}{4\pi} \cdot \frac{(8.99 \times 10^9) \cdot (4.5 \times 10^{-7})}{(2.0 \times 10^4) \cdot (0.05)^2} \]

Вычислим это:

\[ \varepsilon \approx \frac{1}{4\pi} \cdot \frac{4.0455}{5.0 \times 10^{-3}} \]

\[ \varepsilon \approx \frac{1}{4\pi} \cdot 809.1 \]

\[ \varepsilon \approx \frac{809.1}{4\pi} \]

\[ \varepsilon \approx 203.8 \]

Таким образом, диэлектрическая проницаемость среды, в которую помещен заряд, составляет примерно 203.8.