Показывается движение отрицательного пробного заряда q0 в электростатическом поле, создаваемом стационарными зарядами

Мандарин

70

Для того чтобы найти второй стационарный заряд \(q_2\), который создаёт электростатическое поле, необходимо использовать законы электростатики. В данной задаче у нас имеется отрицательный пробный заряд \(q_0\), движущийся в поле.

Возьмем во внимание закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами определяется выражением:

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

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

Так как в нашем случае отрицательный пробный заряд \(q_0\) движется в поле, на него будет действовать сила, равная:

\[F_0 = \frac {k \cdot |q_0| \cdot |q_1|}{r^2}\]

Данное выражение можно переписать следующим образом:

\[F_0 = \frac {k \cdot |q_0| \cdot |q_1|}{r^2} = m \cdot a\]

где \(m\) - масса пробного заряда, а \(a\) - его ускорение.

Таким образом, мы можем найти силу, с которой действуют заряды друг на друга. Зная силу, мы можем найти второй заряд \(q_2\), который создает поле:

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

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

Теперь мы можем получить ответ на задачу, подставив известные значения в формулу выше. Не забывайте указывать единицы измерения и приводить к найденным значениям правильное количество значащих цифр.

Можно заметить, что в данной задаче спрашивается только модуль второго заряда \(|q_2|\), так как мы не знаем его знака, но вопрос не ориентирован на нахождение знака заряда.