Нужна помощь в физике В центре сферической оболочки, на поверхности которой равномерно распределен заряд Q = 5 мкКл, расположен точечный заряд q = 1,5 мкКл. Найдите работу электрических сил при расширении оболочки - увеличении ее радиуса от R1 = 50 мм до R2 = 100 мм.
Дано:
Q = 5 мкКл = 5∙10-6 Кл
q = 1,5 мкКл = 1,5∙10-6 Кл
R1 = 50 мм = 5∙10-2 м
R2 = 100 мм = 0,1 м
Найти А

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для нахождения работы электрических сил при расширении оболочки необходимо воспользоваться формулой для работы электрического поля:

A = ΔU = Δ(U_пот) = qΔΦ

где ΔΦ - изменение потенциала электрического поля в результате расширения оболочки.

Поскольку оба заряда находятся на оси симметрии сферической оболочки, потенциал на ее поверхности будет равен потенциалу создаваемому точечным зарядом:

U = k * q / R

где k - постоянная Кулона (8,9875 x 10^9 Нм²/C²).

Тогда ΔΦ = U(R2) - U(R1) = k q / R2 - k q / R1 = k q (1 / R2 - 1 / R1)

Подставляем значения и находим ΔΦ:

ΔΦ = 8,9875 x 10^9 1,5 x 10^-6 (1 / 0,1 - 1 / 0,05) = 8,9875 x 10^9 1,5 x 10^-6 (10 - 20) = -2,69625 Дж

Теперь находим работу электрических сил:

A = q ΔΦ = 1,5 x 10^-6 (-2,69625) ≈ -4,044 Дж

Отрицательное значение работы означает, что для расширения оболочки потребуется совершить работу над системой зарядов.