Определить напряженность электроcтатического поля в точке A, расположенной вдоль прямой, соединяющей заряды и находящейся на определенном расстоянии от отрицательного заряда

Данный вопрос относится к предмету физики, а именно к разделу "Электростатика". Давайте подробно разберем решение:

1. Определить напряженность электроcтатического поля в точке A, расположенной вдоль прямой, соединяющей заряды \(Q_1 = A \text{ нКл}\) и \(Q_2 = - В \text{ нКл}\) и находящейся на расстоянии \(r = C \cdot 5 \text{ см}\) от отрицательного заряда. Расстояние между зарядами \(l = A \cdot 5 \text{ см}\). Для решения этой задачи мы будем использовать закон Кулона для расчета напряженности электрического поля. Напряженность электрического поля \(E\) создаваемая точечным зарядом \(Q\) на расстоянии \(r\) от этого заряда определяется формулой: \[ E = \frac{k \cdot |Q|}{r^2} \] где - \(k \approx 8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2 / \text{Кл}^2\) - электрическая постоянная, - \(Q\) - величина заряда (в кулонах), - \(r\) - расстояние до точки, в которой вычисляем напряженность (в метрах).

Заданы:

• \(Q_1 = А \, \text{нКл}\)
• \(Q_2 = - В \, \text{нКл}\)
• \(r = С \cdot 5 \, \text{см} = 0.05C \, \text{м}\) (в метрах)
• Расстояние между зарядами \(l = А \cdot 5 \, \text{см} = 0.05A \, \text{м}\) (в метрах)

Решение:

Мы ищем напряженность в точке \(A\), которая находится на расстоянии \(r = С \cdot 5 \, \text{см}\) от отрицательного заряда \(Q_2\).

1. Рассчитываем напряженность \(E_2\) от заряда \(Q_2\) \[ E_2 = \frac{k \cdot |Q_2|}{r^2} \] \[ E_2 = \frac{8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2 / \text{Кл}^2 \cdot В \times 10^{-9} \, \text{Кл}}{(0.05 C)^2 \, \text{м}^2} \] \[ E_2 = \frac{8.99 \cdot В}{0.0025 C^2} \] \[ E_2 = 3.596 \cdot \frac{В}{C^2} \, \text{H/Kл} \]
2. Рассчитываем расстояние \(d_1\) от \(Q_1\) до точки \(A\) Если точка A расположена между зарядами, то расстояние от \(Q_1\) до точки A можно определить как \(l - r\): \[ d_1 = l - r = 0.05 A - 0.05C \, \text{м} \] \[ d_1 = 0.05 (A - C) \, \text{м} \]
3. Рассчитываем напряженность \(E_1\) от заряда \(Q_1\) \[ E_1 = \frac{k \cdot |Q_1|}{(0.05 (A - C))^2} \] \[ E_1 = \frac{8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2 / \text{Кл}^2 \cdot А \times 10^{-9} \, \text{Кл}}{(0.05 (A - C))^2} \] \[ E_1 = \frac{8.99 \cdot А}{0.0025 (A - C)^2} \] \[ E_1 = 3.596 \cdot \frac{А}{(A - C)^2} \, \text{H/Кл} \]
4. Сложим напряженности \(E_1\) и \(E_2\) и определим направление. \(E_1\) направлено от заряда \(Q_1\) (если \(Q_1\) положительное) к точке A. \(E_2\) направлено к заряду \(Q_2\) (если \(Q_2\) отрицательное) от точки A. Так как \(Q_2\) отрицательное, \(Q_1\) положительное, \(E_2\) и \(E_1\) будут направлены в одну сторону. Итоговая напряженность \(E\) будет равна сумме по модулю: \[ E = E_1 + E_2 \] \[ E = 3.596 \left( \frac{А}{(A - C)^2} + \frac{В}{C^2} \right) \, \text{Н/Кл} \]

Вот итоговая формула для определения напряженности электростатического поля в точке A.