Определить какую работу надо совершить, чтобы сблизить до расстояния два шарика

Условие:

Два шарика с зарядами q1 = А-3 нКл и q = В-2 нКл находятся на расстоянии г1 = С-20 см. Какую работу А надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния r2 = С•5 см?*

Условие: Два шарика с зарядами q1 = А-3 нКл и q = В-2 нКл находятся на расстоянии г1 = С-20 см. Какую работу А надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния r2 = С•5 см?*

Решение:

Предмет: Физика Раздел: Электродинамика
Для определения работы, которую нужно совершить для сближения двух заряженных шариков, воспользуемся формулой работы электростатического взаимодействия двух зарядов: \[ A = k \cdot q_1 \cdot q_2 \left( \frac{1}{r_2} - \frac{1}{r_1} \right) \] где:
  • \( k \) — коэффициент пропорциональности (кулоновская постоянная), \( k = 8.99 \times 10^9 \ \text{Н·м}^2/\text{Кл}^2 \)
  • \( q_1 \) и \( q_2 \) — заряды шариков
  • \( r_1 \) и \( r_2 \) — начальное и конечное расстояния между зарядами
Подставим значения из задачи:
  • \( q_1 = 3 \ \text{нКл} = 3 \times 10^{-9} \ \text{Кл} \)
  • \( q_2 = 2 \ \text{нКл} = 2 \times 10^{-9} \ \text{Кл} \)
  • \( r_1 = 20 \ \text{см} = 0.20 \ \text{м} \)
  • \( r_2 = 5 \ \text{см} = 0.05 \ \text{м} \)
Теперь подставим эти значения в формулу: \[ A = (8.99 \times 10^9 \ \text{Н·м}^2/\text{Кл}^2) \cdot (3 \times 10^{-9} \ \text{Кл}) \cdot (2 \ \text{Кл}) \left( \frac{1}{0.05 \ \text{м}} - \frac{1}{0.20 \ \text{м}} \right) \] Рассчитаем значения внутри скобок: \[ \frac{1}{0.05} = 20 \ \text{м}^{-1} \] \[ \frac{1}{0.20} = 5 \ \text{м}^{-1} \] \[ 20 - 5 = 15 \ \text{м}^{-1} \] Теперь подсчитаем полное выражение: \[ A = 8.99 \times 10^9 \ \text{Н·м}^2/\text{Кл}^2 \cdot 3 \times 10^{-9} \ \text{Кл} \cdot 2 \times 10^{-9} \ \text{Кл} \cdot 15 \ \text{м}^{-1} \] \[ A = 8.99 \times 10^9 \cdot 6 \times 10^{-18} \cdot 15 \] \[ A = 8.99 \cdot 6 \cdot 15 \times 10^{-9} \] \[ A = 809.1 \times 10^{-9} \] \[ A = 8.091 \times 10^{-7} \ \text{Дж} \] Итак, чтобы сблизить два заряженных шарика с расстояния 20 см до 5 см, потребуется совершить работу \( A \approx 8.091 \times 10^{-7} \ \text{Дж} \).
Не нашли нужного вам решения? Оставьте заявку и наши авторы быстро и качественно помогут вам с решением.
Оставить заявку
Работа вам нужна срочно. Не волнуйтесь, уложимся!

Заполните, пожалуйста, данные для автора:

  • 22423 авторов готовы помочь тебе.
  • 2402 онлайн

Виды работ: