Задача по физике Два металлических шарика с зарядами 4,0 нКл и 9,0 нКл находятся на расстоянии 40 мм друг от друга. Какая работа совершается полем при увеличении расстояния между ними до 60 мм?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для вычисления работы, совершаемой полем при увеличении расстояния между шариками, можно воспользоваться формулой для работы электростатических сил:
[W = U_1 - U_2 = \frac{k \cdot q_1 \cdot q_2}{r_1} - \frac{k \cdot q_1 \cdot q_2}{r_2},]
где (U_1) и (U_2) - потенциальная энергия системы шариков при начальном и конечном расстоянии между ними соответственно, (k) - постоянная Кулона, (q_1) и (q_2) - заряды шариков, (r_1) и (r_2) - начальное и конечное расстояние между ними.

Подставляем известные значения:
[W = \frac{9 \cdot 10^9 \cdot 4 \cdot 10^{-9} \cdot 9 \cdot 10^{-9}}{0.040} - \frac{9 \cdot 10^9 \cdot 4 \cdot 10^{-9} \cdot 9 \cdot 10^{-9}}{0.060},]

[W = \frac{3.24 \cdot 10^{-1} - 2.16 \cdot 10^{-1}}{10^{-2}},]

[W = \frac{1.08 \cdot 10^{-1}}{10^{-2}} = 1.08 \ \text{мкДж}.]

Таким образом, работа, совершаемая полем при увеличении расстояния между шариками до 60 мм, составляет 1.08 мкДж.