Вопрос школьника
Определить работу сил электростатического поля при перемещении заряда q0 = 10 − 8 Кл из точки С в точку D, если в точке А находится заряд q1 = 5⋅10 − 6 Кл, а в точке В заряд q2 = 2⋅10 − 6 Кл, АВ = r1 = 0,4 м, АС = r2 = 0,3 м.
Ответ от учителя
Работа сил электростатического поля при перемещении заряда q0 из точки С в точку D можно определить по формуле:
W = ΔU = U(D) — U(C)
где ΔU — изменение потенциальной энергии системы зарядов при перемещении q0, U(D) — потенциальная энергия системы зарядов в точке D, U(C) — потенциальная энергия системы зарядов в точке C.
Для определения потенциальной энергии системы зарядов воспользуемся формулой:
U = k * q1 * q0 / r1 + k * q2 * q0 / r2
где k — постоянная Кулона, q1 и q2 — заряды точек А и В соответственно, r1 и r2 — расстояния от точек А и В до точки, в которой определяется потенциальная энергия.
Подставляя известные значения, получаем:
U(D) = k * 5⋅10^-6 * 10^-8 / 0,4 + k * 2⋅10^-6 * 10^-8 / 0,3 = 1,25 * 10^-11 Дж
U(C) = k * 5⋅10^-6 * 10^-8 / 0,3 + k * 2⋅10^-6 * 10^-8 / 0,4 = 1,67 * 10^-11 Дж
ΔU = U(D) — U(C) = -0,42 * 10^-11 Дж
Ответ: работа сил электростатического поля при перемещении заряда q0 из точки С в точку D равна -0,42 * 10^-11 Дж.
