Какая работа силы поля (в мкДж) совершена при перемещении отрицательного заряда, модуль которого равен 0,50 нКл

Solnechnyy_Den_763

15

Решение:

Для определения работы \(W\) силы поля при перемещении заряда необходимо умножить модуль силы поля \(F\) на расстояние перемещения \(d\):

\[W = F \cdot d\]

Сила поля \(F\) можно найти, используя формулу:

\[F = |q| \cdot E\]

где \(q\) - модуль заряда, \(E\) - модуль напряжённости поля.

Из условия задачи известно, что заряд \(q\) равен 0,50 нКл, а напряжённость поля \(E\) равна 2 кВ/см.

Перед выполнением вычислений, необходимо привести значение модуля заряда в СИ (систему международных единиц). Для этого нужно умножить значение заряда на \(10^{-9}\) и получить результат в Кл:

\[q = 0,50 \cdot 10^{-9} \text{ Кл} = 5 \cdot 10^{-10} \text{ Кл}\]

Значение напряжённости поля \(E\) не требует преобразований единиц, оно уже представлено в СИ:

\[E = 2 \cdot 10^3 \text{ В/м} = 2 \cdot 10^5 \text{ В/см}\]

Теперь можем вычислить силу поля:

\[F = |5 \cdot 10^{-10}| \cdot 2 \cdot 10^5 = 10^{-4} \text{ Н} = 0,1 \text{ мН}\]

Теперь можем вычислить работу силы поля, перемещая заряд на расстояние 10 см (0,1 м):

\[W = 0,1 \text{ мН} \cdot 0,1 \text{ м} = 0,01 \text{ мкДж} = 10 \text{ мкДж}\]

Таким образом, работа силы поля при перемещении отрицательного заряда на расстояние 10 см равна 10 мкДж.

Теперь рассмотрим изменение потенциальной энергии взаимодействия заряда со средой. Известно, что работа силы \(W\) связана с изменением потенциальной энергии \(U\) следующим образом:

\[W = -\Delta U\]

где \(\Delta U\) - изменение потенциальной энергии.

Так как заряд является отрицательным, работа \(W\) будет положительной, следовательно, изменение потенциальной энергии \(\Delta U\) будет отрицательным:

\[-\Delta U = 10 \text{ мкДж}\]

Следовательно, изменение потенциальной энергии взаимодействия заряда со средой равно -10 мкДж.

Итак, ответ: работа силы поля составляет 10 мкДж, изменение потенциальной энергии взаимодействия заряда со средой составляет -10 мкДж.