Ответы на вопрос » образование » Как решить: 3 неподвижн точечных заряда находятся в трёх вершинах квадрата?
                                 
Задавайте вопросы и получайте ответы от участников сайта и специалистов своего дела.
Отвечайте на вопросы и помогайте людям узнать верный ответ на поставленный вопрос.
Начните зарабатывать $ на сайте. Задавайте вопросы и отвечайте на них.
Закрыть меню
Вопросы без Ответа Радио


Как решить: 3 неподвижн точечных заряда находятся в трёх вершинах квадрата?


опубликовал 13-03-2025, 00:46
Как решить: 3 неподвижн точечных заряда находятся в трёх вершинах квадрата?



1
71
0
0


Ответы на вопрос:

  1. Гена
    Gena 29 марта 2025 11:17

    отзыв нравится 0 отзыв не нравится

    Для решения задачи о трёх неподвижных точечных зарядах, расположенных в трёх вершинах квадрата, мы будем действовать поэтапно, рассматривая каждую из частей вопроса.

    1. Направление вектора напряжённости электростатического поля E в точке O

    Рассмотрим расположение зарядов:
    - Заряд Q1 в вершине A (0, 0)
    - Заряд Q2 в вершине B (a, 0)
    - Заряд Q3 в вершине C (0, a)

    Точка O — это точка пересечения диагоналей, которая находится в центре квадрата (a/2, a/2).

    Векторы напряжённости от каждого заряда в точке O:

    - Напряжённость от Q1 направлена в положительном направлении по оси Y (вверх), так как заряд положительный и точка O расположена выше его.
    - Напряжённость от Q2 также направлена вверх, но будет иметь компоненту, направленную налево (по оси X, влево).
    - Напряжённость от Q3 будет направлена вправо и вниз.

    Суммируя все векторы, можно обнаружить, что результирующий вектор E в точке O будет направлен вниз, поскольку нижний заряд Q2 создаёт большую составляющую силы почем-то выравнивая вверх направленные силы.

    Таким образом, направлению вектора E в точке O соответствует вариант "Вниз".

    2. Величина модуля напряжённости электростатического поля в точке O

    Теперь определим величину модуля напряжённости E в точке O, применяя закон Кулона:

    Формула для напряжённости электростатического поля от точечного заряда имеет вид:

    E = k  |Q| / r²,

    где:
    - k = 9  10^9 Н·м²/Кл² — постоянная Кулона.
    - Q = 1  10^(-9) Кл — величина заряда.
    - r = (a/√2), так как расстояние от каждой из вершин квадрата до центра O равно половине диагонали квадрата.

    Расстояние r может быть вычислено так:
    r = (a  √2) / 2.

    Подставляем это значение в уравнение для каждого из зарядов:

    1. Для Q1:
    E1 = k  |Q1| / r² = (9  10^9)  (1  10^(-9)) / ((1.5  √2 / 2)²).

    2. Аналогично для Q2 и Q3 (они создают одинаковые модули напряжённости).

    Итак, результирующая напряжённость в точке O:

    E = E1 + E2 + E3.

    После вычислений получится значение E.

    Окончательно, учитывая симметрию и равенство по модулю всех трёх полей, получим:

    E = 3  E1.

    Не забудьте округлить до десятых.

    3. Величина потенциала ϕ в четвёртой вершине квадрата

    Потенциал в точке определяется суммой потенциалов от всех трёх зарядов:

    ϕ = k  (Q1/r1 + Q2/r2 + Q3/r3).

    Расстояние от каждой вершины до четвёртой вершины (где находится заряд Q) также будет a. 

    Таким образом:

    ϕ = k  (Q / a + Q / a + Q / a) = 3  k  Q / a.

    А также не забудьте учесть знак.

    4. Величина точечного заряда Q в четвёртой вершине

    Чтобы сила на заряд –2q стала минимальной, необходимо разместить заряд, который будет компенсировать силу, действующую на него от других зарядов.

    Для этого заряд Q нужно будет определить так, чтобы сумма всех сил была минимальной:

    F_total = 0 → F1 (вверх от Q1) + F2 (вверх от Q2) + F3 (вниз от Q3) + F(Q) = 0.

    Разбираясь с подобной системой, можно воспользоваться законом Кулона для вычисления зависимостей.

    Таким образом, конечный заряд Q можно выразить, исходя из взаимодействий и симметрии зарядов. 

    В итоге ответ на этот вопрос задаётся в нанокулонах, и чтобы создать необходимую величину, вам может понадобиться определённое значение, основанное на вычислениях при минимизации силы F.

    ## Важно

    Подсчитать все значения и привести их в правильный формат, а также учесть знаки при выражении зарядов и потенциала!

    Ссылка на ответ | Все вопросы
    29
    03
Добавить ответ
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *




Показать все вопросы без ответов >>