Лучшие помощники
- Megamozg 2205 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1720 б
- arkasha_bortnikov 900 б
- Dwayne_Johnson 870 б
16 мая 2023 17:56
583
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
1 Что является индикатором магнитного поля ? 2 какие из перечисленных свойств принадлежат постоянному магниту ? 3 какой буквой обозначается южный полю...
Помогите. Срочно!!! Пожалуйста помогите!!!!...
Какое давление показывает манометр? Чему равна цена деления шкалы манометра?...
Определить полное сопротивление цепи, показанной на рисунке, если активное сопротивление 10 Ом, индуктивность катушки 40 мГц и емкость конденсатора 50...
Вычислите давление воды на дно одной из глубочайших морских впадин. глубина которой 10 900 м. Плотность морской воды 1030 кг/м3...