Энергия электрического поля Маленький шарик, несущий электрический заряд q=8мкКл, находится в масле. Чему равна объемная плотность энергии поля, создаваемого шариком в точках, расположенных от его центра на расстоянии 10 см? Диэлектрическая проницаемость масла e=2.2

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения объемной плотности энергии поля, создаваемого шариком, воспользуемся формулой:

[ w = \frac{1}{2} \cdot \varepsilon \cdot E^2 ]

где ( w ) - объемная плотность энергии поля, ( \varepsilon ) - диэлектрическая проницаемость масла, ( E ) - напряженность электрического поля.

Найдем сначала напряженность электрического поля на расстоянии 10 см от центра шарика. Для шарика с зарядом ( q ) и радиусом ( r ) напряженность электрического поля определяется формулой:

[ E = \frac{k \cdot q}{r^2} ]

где ( k ) - постоянная Кулона (( k = 9 \times 10^9 \frac{Н \cdot м^2}{Кл^2} )).

Подставляя значения в формулу, получаем:

[ E = \frac{9 \times 10^9 \cdot 8 \times 10^{-6}}{(0.1)^2} = 7.2 \times 10^4 \frac{Н}{Кл} ]

Теперь можем найти объемную плотность энергии поля:

[ w = \frac{1}{2} \cdot 2.2 \cdot (7.2 \times 10^4)^2 = 7.13 \times 10^{-5} Дж/м^3 ]

Таким образом, объемная плотность энергии поля, создаваемого шариком, в точках на расстоянии 10 см от его центра, составляет 7.13*10^-5 Дж/м^3.