Определить напряженность поля в точке, лежащей по середине между зарядами

Предмет: Физика
Раздел: Электростатика

Дано:

Заряды:
q_1 = 4 нКл = 4 \cdot 10^{-9} Кл
q_2 = -2 нКл = -2 \cdot 10^{-9} Кл

Расстояние между зарядами:
r = 60 см = 0.6 м

Точка находится посередине, значит расстояние от каждого заряда до точки:
r_1 = r_2 = \frac{r}{2} = \frac{0.6}{2} = 0.3 м

Формула напряженности электростатического поля точечного заряда:

E = \frac{k |q|}{r^2},
где k = 9 \cdot 10^9 Н·м²/Кл² — электрическая постоянная.

Рассчитаем напряженности от каждого заряда:

1. Напряженность от q_1:
   E_1 = \frac{9 \cdot 10^9 \cdot 4 \cdot 10^{-9}}{(0.3)^2}
   E_1 = \frac{36 \cdot 10^0}{0.09} = 400 В/м

2. Напряженность от q_2:
   E_2 = \frac{9 \cdot 10^9 \cdot 2 \cdot 10^{-9}}{(0.3)^2}
   E_2 = \frac{18 \cdot 10^0}{0.09} = 200 В/м

Определение направления векторов напряженности:

• Положительный заряд создает напряженность, направленную от него.
• Отрицательный заряд создает напряженность, направленную к нему.

Так как q_1 положительный, а q_2 отрицательный, то векторы E_1 и E_2 направлены в одну сторону (от q_1 и к q_2, т.е. вправо).

Суммарная напряженность:
E = E_1 + E_2 = 400 + 200 = 600 В/м

Если второй заряд положительный (q_2 = +2 нКл):

Теперь векторы напряженности направлены в противоположные стороны, так как оба заряда положительные, и напряженность от них направлена от каждого заряда.

Напряженность в середине:
E = E_1 - E_2 = 400 - 200 = 200 В/м

Ответ:

1. Если второй заряд отрицательный, напряженность в середине 600 В/м.
2. Если второй заряд положительный, напряженность в середине 200 В/м.