Question

Решите пожалуйста до завтра очень нужно1)Во сколько раз надо изменить расстояние между зарядами при увеличении обоих в 2 раза, чтобы сила взаимодействия осталась прежней?2)Найти напряженность поля заряда 36 нКл на расстоянии 9 и 18 см от него?3)В однородном поле напряженностью 6 кВ/м заряд 5 нКл переместился на 20 см под углом 60 градусов к линиям напряженности.Каково изменение потенциальной энергии заряда?

Answer 1

1) по закону кулона
F=kq1*q2/r^2
если оба заряда увеличить вдвое и изменить расстояние
F=k*2q1*2q2/R^2
1/r^2=2*2/R^2
R=2*r - ответ в 2 раза увеличить

2)
Е=kq/r^2
Е(r=9см)=9*10^9*36*10^(-9)/(0,09)^2= 40 000 В/м = 40 кВ/м
Е(r=18см)=9*10^9*36*10^(-9)/(0,18)^2= 10 000 В/м = 10 кВ/м

3)
W = U*q = E*L*cos(pi/3)*q = E*L*cos(pi/3)*q = 6000*0,2*0,5*5*10^(-9) = 0,000003 Дж = 0,003 мДж = 3 мкДж

Answer 2

1) Изменение расстояния между зарядами при увеличении обоих в 2 раза

Для определения во сколько раз нужно изменить расстояние между зарядами при увеличении обоих в 2 раза, чтобы сила взаимодействия осталась прежней, можно использовать закон Кулона. Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Пусть исходное расстояние между зарядами равно d, и исходная сила взаимодействия равна F. Если оба заряда увеличиваются в 2 раза, то новые заряды будут равны 2q, где q - исходный заряд. Чтобы сила взаимодействия осталась прежней, новое расстояние между зарядами должно быть равно d/2.

Таким образом, чтобы сила взаимодействия осталась прежней при увеличении обоих зарядов в 2 раза, необходимо уменьшить расстояние между зарядами в 2 раза.

2) Напряженность поля заряда 36 нКл на расстоянии 9 и 18 см от него

Напряженность электрического поля вокруг заряда можно определить с помощью закона Кулона. Закон Кулона гласит, что напряженность электрического поля в точке, находящейся на расстоянии r от заряда, равна силе взаимодействия между зарядом и единичным положительным зарядом, разделенной на величину этого положительного заряда.

Напряженность электрического поля E на расстоянии r от заряда Q можно выразить следующей формулой:

E = k * Q / r^2

где k - постоянная Кулона, равная 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2.

Для нахождения напряженности поля заряда 36 нКл на расстоянии 9 и 18 см от него, подставим значения в формулу:

E1 = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (36 * 10^(-9) Кл) / (0.09 м)^2

E2 = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (36 * 10^(-9) Кл) / (0.18 м)^2

Вычислив значения, получим:

E1 = 4 * 10^6 Н / Кл

E2 = 1 * 10^6 Н / Кл

Таким образом, напряженность поля заряда 36 нКл на расстоянии 9 см составляет 4 * 10^6 Н / Кл, а на расстоянии 18 см - 1 * 10^6 Н / Кл.

3) Изменение потенциальной энергии заряда при его перемещении в однородном поле

Для определения изменения потенциальной энергии заряда при его перемещении в однородном поле можно использовать формулу:

ΔU = q * E * d * cos(θ)

где ΔU - изменение потенциальной энергии, q - заряд, E - напряженность поля, d - расстояние перемещения, θ - угол между направлением перемещения и линиями напряженности поля.

В данном случае, заряд q равен 5 нКл, напряженность поля E равна 6 кВ/м, расстояние перемещения d равно 20 см (или 0.2 м), а угол θ равен 60 градусов.

Подставив значения в формулу, получим:

ΔU = (5 * 10^(-9) Кл) * (6 * 10^3 В / м) * (0.2 м) * cos(60°)

Вычислив значение, получим:

ΔU = 3 * 10^(-5) Дж

Таким образом, изменение потенциальной энергии заряда при его перемещении на расстояние 20 см под углом 60 градусов к линиям напряженности составляет 3 * 10^(-5) Дж.