Ответы Mail.ru: ПОМОГИТЕ С ФИЗИКОЙ ПЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖ
Три неподвижных точечных заряда находятся в трёх вершинах квадрата со стороной a=2 м.

Сергей Астафьев (1322) 8 месяцев назад

Для решения этой задачи, мы можем использовать закон Кулона для определения напряжённости поля, потенциала и силы между зарядами.

Дано:
- Величины зарядов q = 2 × 10^(-9) Кл
- Расстояние между зарядами (сторона квадрата) a = 2 м
- Постоянная Кулона k = 9 × 10^9 Н·м^2/Кл^2

1) Направление вектора напряжённости электростатического поля (E) в точке пересечения диагоналей квадрата (точка O) будет радиальным, направленным от точек зарядов к центру квадрата (точке O). Поскольку заряды находятся в углах квадрата, вектора напряжённости от каждого заряда будут направлены под углом 45 градусов к диагонали квадрата.

2) Модуль напряжённости электростатического поля в точке O можно найти, используя закон Кулона:

E = k * |q| / r^2

где E - модуль напряжённости, k - постоянная Кулона, |q| - модуль заряда, r - расстояние между зарядами и точкой O.

Расстояние r между центром квадрата и одной из вершин квадрата (точка O) равно половине диагонали квадрата, что равно a/2. Поэтому:

r = a/2 = 2 м / 2 = 1 м

Теперь мы можем вычислить E:

E = (9 × 10^9 Н·м^2/Кл^2) * (2 × 10^(-9) Кл) / (1 м)^2 = 18 В/м

Ответ: Модуль напряжённости электростатического поля в точке O равен 18 В/м (вольт на метр, направлен к центру квадрата).

3) Для определения потенциала в четвёртой вершине квадрата (где нет заряда), мы можем использовать следующую формулу:

Φ = k * Σ(|q_i| / r_i)

где Φ - потенциал, k - постоянная Кулона, Σ - сумма по всем зарядам q_i, r_i - расстояния от заряда до точки, в которой измеряется потенциал.

Заряды находятся в вершинах квадрата, и одна из вершин (где нет заряда) находится на расстоянии a от каждого из зарядов.

Φ = (9 × 10^9 Н·м^2/Кл^2) * [(|q| / a) + (|q| / a) + (|q| / a)] = (9 × 10^9 Н·м^2/Кл^2) * (3|q| / a)

Φ = (9 × 10^9 Н·м^2/Кл^2) * (3 * 2 × 10^(-9) Кл / 2 м) = 27 В

Ответ: Потенциал в четвёртой вершине квадрата равен 27 В (вольт).

4) Чтобы сила, действующая на заряд -4q, стала минимальной, необходимо, чтобы этот заряд был равным по модулю и противоположного знака по отношению к сумме зарядов в вершинах квадрата (3q). Таким образом, Q = 3q.

Q = 3 * 2 × 10^(-9) Кл = 6 × 10^(-9) Кл = 6 нанокулонов (нН).

Ответ: Точечный заряд Q, который надо разместить в четвёртой вершине квадрата, чтобы сила, действующая на заряд -4q, стала минимальной, равен 6 нН.

Мирон Мищук (233) 8 месяцев назад

Вектор напряженности электростатического поля направлен вдоль диагонали квадрата из вершины с положительным зарядом к вершине с отрицательным зарядом.
Модуль напряженности электростатического поля в точке O равен 41 В/м.
Потенциал в четвертой вершине квадрата равен -0.6 В.
Для минимизации силы, действующей на заряд -4q, в четвертой вершине нужно разместить точечный заряд 8.2 нКл с тем же знаком (отрицательный).