Какова сила, действующая на точечный заряд 0 =2 нКл, от полубесконечного стержня, равномерно заряженного по длине
Какова сила, действующая на точечный заряд 0 =2 нКл, от полубесконечного стержня, равномерно заряженного по длине с линейной плотностью заряда =10 нКл м⁄, и от точечного заряда =1 нКл, находящегося на расстоянии =1 м? См. рисунок.
Загадочный_Кот 68
У вас есть два источника заряда: полубесконечный заряженный стержень и точечный заряд. Вам нужно найти силу, действующую на точечный заряд 0.Давайте разобъем эту задачу на две части и найдем силу, возникающую от стержня и от точечного заряда по отдельности. Затем мы сложим эти две силы, чтобы получить итоговую силу.
1. Сила, действующая от полубесконечного заряженного стержня:
Сила, действующая от заряженного стержня на точечный заряд, может быть рассчитана с использованием формулы для силы Кулона. Сила Кулона между двумя точечными зарядами определяется следующим образом:
\[ F = \frac{{k \cdot |q1 \cdot q2|}}{{r^2}} \]
где \( F \) - сила, действующая между зарядами,
\( k \) - постоянная Кулона (\( 9 \times 10^9 \, Н \cdot м^2/Кл^2 \)),
\( q1 \) и \( q2 \) - заряды (в нашем случае \( q1 = -2 \, нКл \) и \( q2 = 1 \, нКл \)),
\( r \) - расстояние между зарядами (в нашем случае \( r = 1 \, м \)).
Подставляя значения в формулу, мы получим:
\[ F_{\text{{от стержня}}} = \frac{{9 \times 10^9 \cdot |-2 \cdot 1|}}{{1^2}} \]
\[ F_{\text{{от стержня}}} = 18 \times 10^9 \, Н \]
2. Сила, действующая от точечного заряда:
Сила, действующая между двумя точечными зарядами, может быть рассчитана с использованием той же формулы для силы Кулона:
\[ F = \frac{{k \cdot |q1 \cdot q2|}}{{r^2}} \]
где \( F \) - сила, действующая между зарядами,
\( k \) - постоянная Кулона,
\( q1 \) и \( q2 \) - заряды (в нашем случае \( q1 = -2 \, нКл \) и \( q2 = 1 \, нКл \)),
\( r \) - расстояние между зарядами (в нашем случае \( r = 1 \, м \)).
Подставляя значения в формулу, мы получим:
\[ F_{\text{{от точечного заряда}}} = \frac{{9 \times 10^9 \cdot |-2 \cdot 1|}}{{1^2}} \]
\[ F_{\text{{от точечного заряда}}} = 18 \times 10^9 \, Н \]
3. Итоговая сила:
Чтобы найти итоговую силу, действующую на точечный заряд от обоих источников, мы просто складываем силы от стержня и от точечного заряда:
\[ F_{\text{{итоговая}}} = F_{\text{{от стержня}}} + F_{\text{{от точечного заряда}}} \]
\[ F_{\text{{итоговая}}} = 18 \times 10^9 \, Н + 18 \times 10^9 \, Н \]
\[ F_{\text{{итоговая}}} = 36 \times 10^9 \, Н \]
Итак, сила, действующая на точечный заряд 0 от полубесконечного стержня и точечного заряда, равна 36 х 10^9 Н (ньютон).