Какой объем работы требуется для перемещения указанных зарядов так, чтобы они находились в вершинах равностороннего

Veselyy_Zver

2

Для перемещения указанных зарядов так, чтобы они находились в вершинах равностороннего треугольника, сначала найдем общую силу, с которой эти заряды будут взаимодействовать.

Для начала найдем расстояние между зарядами, равное 2 см, что в метрической системе равно 0.02 м.

Исходя из закона Кулона, сила взаимодействия между двумя зарядами равна:
\[F = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{r^2}}\],
где \(k\) - постоянная, равная \(8.99 \times 10^9 \, Н \cdot м^2 / Кл^2\), \(q_1\) и \(q_2\) - величины зарядов, в данном случае равны 20 нКл каждый, \(r\) - расстояние между зарядами.

Теперь найдем общую силу для двух зарядов:
\[F = \frac{{8.99 \times 10^9 \cdot 20 \times 10^{-9} \cdot 20 \times 10^{-9}}}{{(0.02)^2}}\]
\[F = \frac{{8.99 \times 10^9 \cdot 20 \times 10^{-9} \cdot 20 \times 10^{-9}}}{{0.0004}}\]
\[F = \frac{{8.99 \times 20 \times 20}}{{0.0004}}\]
\[F = \frac{{359.6}}{{0.0004}}\]
\[F = 899000 \, Н\]

Теперь двигаем эту пару зарядов в вершины равностороннего треугольника. Общий объем работы для перемещения одной пары зарядов:
\[W = 2 \cdot F \cdot L\],
где \(F\) - сила взаимодействия между зарядами, \(L\) - длина стороны равностороннего треугольника.

У равностороннего треугольника длина стороны равна расстоянию между зарядами:
\[W = 2 \cdot 899000 \cdot 0.02\]
\[W = 2 \cdot 899000 \cdot 0.02\]
\[W = 2 \cdot 17980\]
\[W = 35960 Дж\]

Таким образом, для перемещения указанных зарядов так, чтобы они находились в вершинах равностороннего треугольника, требуется работа в размере 35960 Дж.