Задача по физике Рассчитать работу, совершенную силами поля заряда q=10-9Кл при перемещении в этом поле протона из точки 1, находящейся на расстоянии 1см от заряда, в точку 2, находящуюся на расстоянии 2см от заряда. Заряд
протона q1=1,6·10-19Кл.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи необходимо использовать формулу для работы электростатических сил:

Работа силы = q E d * cos(α),

где q - заряд частицы, E - напряженность электрического поля, d - перемещение частицы, α - угол между векторами силы и перемещения.

Найдем сначала напряженность поля в точке 1 и 2:

E1 = k |q| / r1^2,
E2 = k |q| / r2^2,

где k - постоянная Кулона (9 10^9 Нм^2/Кл^2), r1 и r2 - расстояния до точки 1 и 2 соответственно.

E1 = 9 10^9 |10^-9| / (0.01)^2 = 9 10^9 10^-9 / 0.0001 = 0.9 10^2 N/C = 90 N/C,
E2 = 9 10^9 |10^-9| / (0.02)^2 = 9 10^9 10^-9 / 0.0004 = 0.45 10^2 N/C = 45 N/C.

Теперь рассчитаем работу силы поля при перемещении протона из точки 1 в точку 2:

Работа = q1 (E2 - E1) d * cos(180°),

где q1 - заряд протона, d - расстояние между точками.

Работа = 1.6 10^-19 (45 - 90) 0.01 (-1),

Работа = 1.6 10^-19 (-45) 0.01 (-1) = 0.72 10^-19 Дж = 7.2 10^-20 Дж.

Таким образом, работа сил поля при перемещении протона из точки 1 в точку 2 составляет 7.2 * 10^-20 Дж.