Лучшие помощники
- Megamozg 2180 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1690 б
- arkasha_bortnikov 840 б
- Dwayne_Johnson 840 б
16 мая 2023 17:56
407
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
Кусок льда опустили в термос с водой. Начальная температура льда 0 С,начальная температура воды 30 С. Теплоемкосью можно пренебречь. При переходе к те...
Бруски, изображённые на рисунке, имеют одинаковые размеры и массы. В каких случаях бруски оказывают одинаковое давление на стол...
тепловоз на горизонтальном участке пути длиной 600 м развивает постоянную скоростную силу тяги 147 кН.Скорость поезда возрастает при этом от 36 до 54...
Какие науки изучают природу....
Чему равна плотность воды...
Все предметы