Вопрос:

Два точечных заряда q1 = +2.5 мкКл и q2 = +3.5 мкКл закреплены. Маленькая бусинка с зарядом Q = +14 нКл может без трения скользить по гладкой спице, изогнутой в форме восьмёрки.

Два точечных заряда q1 = +2.5 мкКл и q2 = +3.5 мкКл закреплены. Маленькая бусинка с зарядом Q = +14 нКл может без трения скользить по гладкой спице, изогнутой в форме восьмёрки.
Фотография

Ответ ассистента

Для решения задачи воспользуемся формулой потенциальной энергии взаимодействия точечного заряда $Q$ с электрическим полем: $W = Q \cdot (\phi_1 + \phi_2) = Q \cdot k \cdot \left( \frac{q_1}{r_1} + \frac{q_2}{r_2} \right)$ Где $r_1$ и $r_2$ — расстояния от бусинки до зарядов $q_1$ и $q_2$ соответственно. ### 1. Точка с максимальной потенциальной энергией Поскольку $Q > 0$, для максимизации $W$ нужно найти точку, где сумма потенциалов $\phi_{total} = \phi_1 + \phi_2$ максимальна. Потенциал выше там, где расстояние до зарядов минимально. В точке $C$ бусинка находится на расстояниях $R_1$ и $R_2$ от зарядов, что делает её наиболее близкой точкой к обоим зарядам одновременно. ### 2. Расчет потенциала в точке $C$ Данные: - $q_1 = 2.5 \cdot 10^{-6} \text{ Кл}$ - $q_2 = 3.5 \cdot 10^{-6} \text{ Кл}$ - $R_1 = 0.035 \text{ м}$ - $R_2 = 0.03 \text{ м}$ - $k = 9 \cdot 10^9 \text{ Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2$ $\phi_C = k \cdot \left( \frac{q_1}{R_1} + \frac{q_2}{R_2} \right)$ $\phi_C = 9 \cdot 10^9 \cdot \left( \frac{2.5 \cdot 10^{-6}}{0.035} + \frac{3.5 \cdot 10^{-6}}{0.03} \right) \approx 9 \cdot 10^9 \cdot (71428.6 + 116666.7) \cdot 10^{-6}$ $\phi_C \approx 1692857 \text{ В} \approx 1693 \text{ кВ}$ **Ответ:** $\approx 1693 \text{ кВ}$.

Другие решения

Что ещё задавали пользователи