В трех вершинах квадрата находятся заряды Q1, Q2 и Q3. Электрические заряды Q1 и Q2, находящиеся в соседних вершинах, закреплены (Q1 = Q2 = 8 мкКл). Заряд Q3 = -3 нКл, отталкваясь от Q1 и Q2, удаляется на бесконечность. Определите работу сил электрического поля при этом перемещении. Сторона квадрата а = 0,6 м. Ответ запишите в мДж, округлив до десятых. 1/(4πε0) = 9·109 Н·м2/Кл2. При вводе ответа учитывайте его знак (+ или -).

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Сначала найдем потенциальную энергию системы зарядов до начала перемещения. Для этого воспользуемся формулой для потенциальной энергии системы зарядов:

U = (1/(4πε0)) (Q1Q3/a + Q2*Q3/a)

Подставляем известные значения зарядов и стороны квадрата:

U = (9·10^9) (810^(-6) (-310^(-9))/0,6 + 810^(-6) (-310^(-9))/0,6)
U = (9·10^9) ((-24)/0,6 + (-24)/0,6)
U = (9·10^9) (-80/0,6)
U = (9·10^9) (-133,3)
U = -1200·10^9 = -1,2 мДж

Так как заряд Q3 отталкивается от зарядов Q1 и Q2, то электрическое поле совершает работу, перемещая заряд Q3 на бесконечность. Работа сил электрического поля равна изменению потенциальной энергии системы зарядов:

A = -ΔU = U(нач) - U(кон)

Так как заряд Q3 удаляется на бесконечность, то его потенциальная энергия равна нулю. Поэтому работа сил электрического поля равна начальной потенциальной энергии системы зарядов:

A = U = -1,2 мДж

Ответ: -1,2 мДж.