Определить напряженность поля в точке, лежащей по середине между зарядами. Чему равна напряженность, если второй заряд положительный?

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: d = 60 см = 0.6 м
Точка находится посередине, значит расстояние от точки до каждого заряда:
r = \frac{d}{2} = \frac{0.6}{2} = 0.3 м

Решение:

Напряженность электрического поля от точечного заряда вычисляется по формуле:
E = \frac{k |q|}{r^2},
где k = 9 \cdot 10^9 Н·м²/Кл² — электрическая постоянная.

1. Вычисляем напряженность от каждого заряда в данной точке:

Для q_1 = 4 \cdot 10^{-9} Кл:
E_1 = \frac{9 \cdot 10^9 \cdot 4 \cdot 10^{-9}}{(0.3)^2}
E_1 = \frac{36 \cdot 10^0}{0.09}
E_1 = 400 кВ/м

Для q_2 = -2 \cdot 10^{-9} Кл:
E_2 = \frac{9 \cdot 10^9 \cdot 2 \cdot 10^{-9}}{(0.3)^2}
E_2 = \frac{18 \cdot 10^0}{0.09}
E_2 = 200 кВ/м

2. Определяем направление напряженности:

• Напряженность E_1 направлена от положительного заряда q_1.
• Напряженность E_2 направлена к отрицательному заряду q_2.
• Оба вектора направлены в одну сторону (от q_1 к q_2).

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

Если второй заряд положительный:

Теперь q_2 = 2 нКл, значит напряженность E_2 будет направлена от q_2, т.е. в противоположную сторону относительно E_1.

Разность напряженностей:
E = E_1 - E_2 = 400 - 200 = 200 кВ/м

Ответ:

1. Если q_2 отрицательный, то E = 600 кВ/м.
2. Если q_2 положительный, то E = 200 кВ/м.