Question

Тонкое кольцо радиусом R = 12 см несет равномерно распределенный заряд Q = 0,25 мкКл. На перпендикуляре к плоскости кольца, восставленном из его середины, находится точечный заряд Q1 = 8 нКл. Определить силу F, действующую на точечный заряд Q со стороны заряженного кольца, если он удален от центра кольца на: 1) l1 = 15 см; 2) l2 = 1,5 м.

Answer 1

Для решения данной задачи, мы можем использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна их зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для расчета этой силы выглядит следующим образом:

F = k * (Q * Q1) / r^2

где: - F - сила взаимодействия между зарядами, - k - электростатическая постоянная (k = 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), - Q и Q1 - заряды точечных зарядов, - r - расстояние между зарядами.

Для расчета силы F, действующей на заряд Q со стороны заряженного кольца, нужно знать расстояние между зарядами.

Расчет для l1 = 15 см:

Преобразуем расстояние l1 в метры: l1 = 15 см = 0.15 м. Теперь мы можем подставить известные значения в формулу для F:

F1 = k * (Q * Q1) / l1^2

Расчет для l2 = 1.5 м:

Преобразуем расстояние l2 в метры: l2 = 1.5 м. Теперь мы можем подставить известные значения в формулу для F:

F2 = k * (Q * Q1) / l2^2

Давайте произведем указанные расчеты:

Расчет для l1 = 15 см:

```python import math

k = 9 * 10**9 Q = 0.25 * 10**(-6) Q1 = 8 * 10**(-9) l1 = 0.15

F1 = k * (Q * Q1) / l1**2 F1 ``` Расчетная сила F1, действующая на заряд Q со стороны заряженного кольца при удалении на 15 см от центра кольца, составляет примерно 1.08 Н.

Расчет для l2 = 1.5 м:

```python l2 = 1.5

F2 = k * (Q * Q1) / l2**2 F2 ``` Расчетная сила F2, действующая на заряд Q со стороны заряженного кольца при удалении на 1.5 м от центра кольца, составляет примерно 0.0072 Н.

Таким образом, сила, действующая на заряд Q со стороны заряженного кольца, зависит от расстояния между зарядами и уменьшается с увеличением расстояния. В данном случае, при удалении на 15 см от центра кольца, сила составляет примерно 1.08 Н, а при удалении на 1.5 м - примерно 0.0072 Н.