Лучшие помощники
- Megamozg 2170 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1685 б
- arkasha_bortnikov 775 б
- Dwayne_Johnson 755 б
16 мая 2023 17:56
339
Два одинаковых металлических шарика с зарядами 20 и 8 нКл находились на расстоянии 50 см друг от друга. Определите, какую работу совершит электрическое поле при увеличении расстояния между шариками в 10 раз.
1
ответ
Первоначально металлические шарики находились на расстоянии 50 см друг от друга. Работа, совершаемая электрическим полем при увеличении расстояния между шариками в 10 раз, равна изменению потенциальной энергии системы зарядов:
$\Delta U = U_2 - U_1$
где $U_1$ - потенциальная энергия системы зарядов на начальном расстоянии, $U_2$ - потенциальная энергия системы зарядов на конечном расстоянии.
Потенциальная энергия системы зарядов на расстоянии $r$ друг от друга вычисляется по формуле:
$U = \frac{kq_1q_2}{r}$
где $k$ - постоянная Кулона, $q_1$ и $q_2$ - заряды шариков.
Таким образом, начальная потенциальная энергия системы зарядов равна:
$U_1 = \frac{kq_1q_2}{r_1} = \frac{9 \cdot 10^9 \cdot 20 \cdot 8}{0.5} = 2.88 \cdot 10^{11}$ Дж
После увеличения расстояния между шариками в 10 раз, расстояние между ними станет равным:
$r_2 = 10r_1 = 10 \cdot 0.5 = 5$ м
Тогда конечная потенциальная энергия системы зарядов будет равна:
$U_2 = \frac{kq_1q_2}{r_2} = \frac{9 \cdot 10^9 \cdot 20 \cdot 8}{5} = 2.304 \cdot 10^{10}$ Дж
Изменение потенциальной энергии системы зарядов:
$\Delta U = U_2 - U_1 = 2.88 \cdot 10^{11} - 2.304 \cdot 10^{10} = 2.6496 \cdot 10^{11}$ Дж
Таким образом, электрическое поле совершит работу в размере $2.6496 \cdot 10^{11}$ Дж при увеличении расстояния между шариками в 10 раз.
$\Delta U = U_2 - U_1$
где $U_1$ - потенциальная энергия системы зарядов на начальном расстоянии, $U_2$ - потенциальная энергия системы зарядов на конечном расстоянии.
Потенциальная энергия системы зарядов на расстоянии $r$ друг от друга вычисляется по формуле:
$U = \frac{kq_1q_2}{r}$
где $k$ - постоянная Кулона, $q_1$ и $q_2$ - заряды шариков.
Таким образом, начальная потенциальная энергия системы зарядов равна:
$U_1 = \frac{kq_1q_2}{r_1} = \frac{9 \cdot 10^9 \cdot 20 \cdot 8}{0.5} = 2.88 \cdot 10^{11}$ Дж
После увеличения расстояния между шариками в 10 раз, расстояние между ними станет равным:
$r_2 = 10r_1 = 10 \cdot 0.5 = 5$ м
Тогда конечная потенциальная энергия системы зарядов будет равна:
$U_2 = \frac{kq_1q_2}{r_2} = \frac{9 \cdot 10^9 \cdot 20 \cdot 8}{5} = 2.304 \cdot 10^{10}$ Дж
Изменение потенциальной энергии системы зарядов:
$\Delta U = U_2 - U_1 = 2.88 \cdot 10^{11} - 2.304 \cdot 10^{10} = 2.6496 \cdot 10^{11}$ Дж
Таким образом, электрическое поле совершит работу в размере $2.6496 \cdot 10^{11}$ Дж при увеличении расстояния между шариками в 10 раз.
0
·
Хороший ответ
16 мая 2023 17:57
Остались вопросы?
Еще вопросы по категории Физика
Постройте изображение предмета AB, даваемое собирающей линзой с фокусным расстоянием F. Опишите свойства изображения...
Сформулируете закон Ома для однородного участка цепи...
Кот Матроскин любит греться у печи. Когда температура на улице была равна Т1 = -15 °C, в доме устанавливалась температура и = +20 °С. А если на улице...
Плоская волна длиной 6 м распростроняется в среде со скоростью 25 м/с.Амплитуда колебаний 50 см. Определите: максимальную скорость колебаний частиц ср...
Скорость материальной точки изменяется по закону V-2-3t, под действием силы, проекция которой F =2H. Какова масса материальной точки?...