В поле прямой бесконечной нити, равномерно заряженной с линейной плотностью (тау маленькая) На расстоянии r от нити помещен свободно
ориентированный диполь с электрическим моментом p. Определить
модуль потенциальной энергии диполя.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения потенциальной энергии диполя в поле заряженной нити, воспользуемся формулой для потенциальной энергии взаимодействия диполя с внешним электрическим полем:

U = -pE

Где p - электрический момент диполя, E - сила электрического поля в данной точке.

Сила электрического поля в данной точке на расстоянии r от заряженной нити можно найти как E = 2πkλ/r, где k - постоянная Кулона, λ - линейная плотность заряда нити.

Таким образом, потенциальная энергия диполя в данной точке будет равна:

U = -p * 2πkλ/r

Учитывая, что линейная плотность заряда нити λ = q/L, где q - заряд нити, L - длина нити, и что электрический момент диполя p = qd, где d - расстояние между зарядами диполя, получаем:

U = -2πkqd^2 / rL

Таким образом, модуль потенциальной энергии диполя в поле заряженной нити равен 2πkqd^2 / rL.