Решить задачу по физике Тонкий прямой стержень длиной 10 см равномерно заряжен с линейной плотностью заряда 10–7 Кл/м. На продолжении оси стержня на расстоянии 10 см от ближайшего конца находится точечный заряд 10–8 Кл. Определить силу взаимодействия стержня и точечного заряда.
Нужно подробное решение.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи нужно вычислить силу взаимодействия между заряженным стержнем и точечным зарядом по закону Кулона.

Сила взаимодействия между двумя заряженными объектами определяется формулой:
F = k |q1| |q2| / r^2,
где k - постоянная Кулона (9 10^9 Нм^2/Кл^2),
q1 и q2 - величины зарядов,
r - расстояние между зарядами.

Для начала найдем заряд стержня. Продолжительный стержень можно представить как множество бесконечно малых элементов стержня длиной dx, заряд каждого из которых будет dQ = λ*dx, где λ - линейная плотность заряда.

Интегрированием z = ∫︁𝑁a 𝑁b 𝜆𝑥√((𝑁(𝑏)(𝜇)−𝑈(𝑁)) dQ = ∫︁0 10 (Q/2)𝑥^2𝑑𝑥 = 5𝑄 10a 𝑁b 𝜇 𝓦
Функцию z можно найти как функцию N и связать s с x, приймем dQ = 2xQ/10 = x3QC_1/10, таким образом, однозначно найдется функция, обратная к z.

Интегрируя dx, получим Q = λ * L,
где L - длина стержня.

Q = 10^(-7 Кл/м) * 0.1 м = 10^(-8) Кл.

Теперь можем подставить значения в формулу для силы взаимодействия:
F = (9 10^9 Нм^2/Кл^2) (10^-8 Кл) (10^-8 Кл) / (0.1 м)^2
F = 9 10^9 10^-16 / 0.01
F = 9 10^-7 / 0.01
F = 9 10^-5 Н
Сила взаимодействия стержня и точечного заряда равна 9 * 10^-5 Н.