Две тонкие концентрические сферы имеют заряды 40 нkл и 50 нкл, равнораспределенные по поверхности. найдите силу, действующую на точечный заряд 10 нкл, находящийся вне этих сфер на расстоянии 9 см от их центра.

246

344

Посмотреть ответы 2

Ответы на вопрос:

ПУШОК234

Физика

4,5(32 оценок)

1. уточним условие : заряд первой сферы q1 = +40 нкл заряд второй сферы q2 = +50 нкл 2. план решения: 1) выясним структуру поля, создаваемого сферами. 2) найдём напряжённость электрического поля, которое сферы в точке размещения заряда. 3) вычислим силу, действующую на пробный заряд q = +10 нкл по формуле f = q e 3. ход решения1) структура поля. симметрия . в электростатике существует, так называемая, теорема о единственности решения. эта теорема утверждает, что если однозначно задана объёмная плотность зарядов (в том числе точечные, линейные и поверхностные заряды), а так же потенциалы на проводниках, то о нахождении электростатического поля и потенциала имеет единственно решение. в нашем случае заряды равномерно "размазаны" по поверхности сфер, т.е. можно считать что задана равномерная поверхностная плотность заряда. если мы зафиксируем центр сфер, а потом начнём как угодно вращать их, то распределение зарядов не изменится, а значит при произвольном повороте системы не изменится и картина силовых линий электростатического поля (и само поле тоже). говорят, что при повороте системы переходит сама в себя. если мы найдём конфигурацию силовых линий, удовлетворяющую этому условию, то найдём и единственное решение . простая логика подсказывает, то силовые линии электростатического поля направлены вдоль радиуса сфер (центрально-симметричное поле). величина электрического поля зависит только от расстояния до центра сфер. во всех других случаях и её решение при повороте само в себя не перейдёт. e = e(r) * r₀, здесь r₀ - единичный радиус вектор, направленный от центра сфер к точечному заряду. 2) величина электростатического поля e(r). воспользуемся теоремой гаусса: . поток вектора напряжённости электростатического поля через любую замкнутую поверхность пропорционален величине свободного заряда, содержащегося внутри этой поверхности. в нашем случае удобно взять сферическую поверхность радиусом r (большим чем радиус заряженных сфер). учтём, что на этой поверхности e(r) = const. тогда здесь ω - площадь выбранной нами cферы. тогда имеем: 3) сила действующая на заряд.f = qe тогда f = qe(r) r₀ ответ в ньютонах.

raiskadem

Физика

4,4(26 оценок)

Для нагрева воды массой m на δt градусов необходимо количество теплоты q=c*m*δt. во втором случае δt в 45/15=3 раза больше, чем в первом. поэтому и израсходовать придётся в 3 раза больше количества теплоты.

Реши свою проблему, спроси otvet5GPT

Быстро
Мгновенный ответ на твой вопрос
Точно
Бот обладает знаниями во всех сферах
Бесплатно
Задай вопрос и получи ответ бесплатно

Задай свой вопрос

Популярно: Физика

Есть вопросы?

Как otvet5GPT работает?

otvet5GPT использует большую языковую модель вместе с базой данных GPT для обеспечения высококачественных образовательных результатов. otvet5GPT действует как доступный академический ресурс вне класса.
Сколько это стоит?

Проект находиться на стадии тестирования и все услуги бесплатны.
Могу ли я использовать otvet5GPT в школе?

Конечно! Нейросеть может помочь вам делать конспекты лекций, придумывать идеи в классе и многое другое!
В чем отличия от ChatGPT?

otvet5GPT черпает академические источники из собственной базы данных и предназначен специально для студентов. otvet5GPT также адаптируется к вашему стилю письма, предоставляя ряд образовательных инструментов, предназначенных для улучшения обучения.