Лучшие помощники
- Megamozg 2205 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1720 б
- arkasha_bortnikov 895 б
- Dwayne_Johnson 865 б
16 мая 2023 17:56
520
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
Какую форму имеют силовые линии магнитного поля? помогите пожалуйста и дайте полный длинный ответ...
Помогите пожалуйста!Прошу Для того, чтобы согреть замёрзшие руки в холодную погоду, мы прижимаем их с усилием друг к другу, и проводим одной ладонью п...
Как связана температура тела со скоростью движения его молекул...
1. Мощность электродвигателя 3 кВт, сила тока 12 А. Определите напряжение на зажимах электродвигателя. 2. Какой силы ток потребляет домашний телевизор...
Свинец объемом 10см3, взятый при начальной температуре 20 градусов, полностью расплавился. Какое количество теплоты было при этом затрачено?...