Какова сила F2, действующая на заряд q2 со стороны зарядов q1 и q3, расположенных на одной прямой (ось Х) с интервалом

Suslik

28

Для решения этой задачи будем использовать закон Кулона, который гласит, что сила притяжения или отталкивания между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Для начала, определим величины зарядов q1, q2 и q3. Пусть q1 = 5 Кл, q2 = -3 Кл и q3 = 8 Кл. Расстояние между зарядами q2 и q1 равно а = 0,75 м.

Теперь, используя закон Кулона, можем выразить силы F12 и F23, действующие на заряд q2 со стороны зарядов q1 и q3 соответственно.

Сила F12, действующая на заряд q2 со стороны заряда q1, вычисляется по формуле:

\[ F12 = \frac{{k \cdot |q1 \cdot q2|}}{{a^2}} ,\]

где k = 9·10^9 Н·м^2/C^2 - электростатическая постоянная.

Подставляя в эту формулу известные значения, получаем:

\[ F12 = \frac{{9·10^9 \cdot |5 \cdot (-3)|}}{{0,75^2}} = -1,2 \cdot 10^11 \, Н.\]

Учитывая, что направление силы противоположно положительному направлению оси Х, обозначим значение силы F12 отрицательным знаком.

Аналогично, сила F23, действующая на заряд q2 со стороны заряда q3, будет равна:

\[ F23 = \frac{{k \cdot |q2 \cdot q3|}}{{a^2}} ,\]

подставляя известные значения:

\[ F23 = \frac{{9·10^9 \cdot |(-3) \cdot 8|}}{{0,75^2}} = 1,44 \cdot 10^{11} \, Н.\]

Теперь, чтобы найти общую силу F2, действующую на заряд q2, от зарядов q1 и q3, нужно учесть направления сил. Поскольку эти силы действуют в одном направлении (по оси Х), мы можем просто сложить их абсолютные значения:

\[ F2 = |F12| + |F23| = |-1,2 \cdot 10^11 \, Н| + |1,44 \cdot 10^{11} \, Н| = 2,64 \cdot 10^{11} \, Н.\]

Таким образом, сила F2, действующая на заряд q2 со стороны зарядов q1 и q3, равна 2,64 · 10^11 Н.