Какая из трех точечных зарядов, +q, -q или -q, находящихся на одной прямой, испытывает наибольшую по величине

Руслан

63

Для начала, давайте разберемся с понятием результирующей силы. Результирующая сила - это сумма всех сил, действующих на объект. В данном случае у нас есть три заряда, которые действуют друг на друга силами электростатического взаимодействия. Чтобы определить, какая точечная зарядка испытывает наибольшую по величине результирующую силу, нам необходимо проанализировать воздействие каждого заряда на остальные.

Предположим, что все три точечных заряда расположены на одной прямой в следующем порядке: +q, -q, -q.

Сила взаимодействия между зарядами определяется законом Кулона:

\[F = k \frac{{|q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}}\]

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (равная примерно \(9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\)), \(q_1\) и \(q_2\) - величины зарядов, а r - расстояние между зарядами.

Теперь рассмотрим действие каждого заряда на остальные:

1. Заряд +q действует на первый заряд -q. Сила взаимодействия между ними будет направлена противоположно знаку заряда, то есть положительно. Поэтому сила будет положительной.

2. Заряд +q также действует на второй заряд -q. Сила взаимодействия между ними будет направлена в соответствии с знаками зарядов, то есть отрицательно. Поэтому сила будет отрицательной.

3. Заряд +q действует на себя. Эта сила будет равна нулю, так как мы рассматриваем взаимодействие с самим собой.

Теперь просуммируем все силы:

Сумма силы на заряд -q = (+q) + (-q) = 0

Сумма силы на заряд +q = (-q)

Итак, результирующая сила на заряд -q равна 0, а на заряд +q она равна -q.

Таким образом, заряд +q находящийся между двумя зарядами -q, испытывает наибольшую по величине результирующую силу.