Тонкое полукольцо радиусом 20 см несёт равномерно распределённый заряд равный 2 мкКл. Определить силу, действующую на точечный заряд равный 40 нКл, расположенный в центре кривизны полукольца.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся формулой для определения силы, действующей между двумя точечными зарядами:

[F = \dfrac{k|q_1q_2|}{r^2}]

Где:
(F) - сила взаимодействия,
(k) - постоянная Кулона ((8.99 \times 10^9 \, Н \cdot м^2/Кл^2)),
(q_1) и (q_2) - величины зарядов (в данном случае 2 мкКл и 40 нКл),
(r) - расстояние между зарядами.

Сначала найдем силу, действующую на точечный заряд 40 нКл от полукольца с радиусом 20 см и зарядом 2 мкКл.
[F_1 = \dfrac{8.99 \times 10^9 \times 2 \times 10^{-6} \times 40 \times 10^{-9}}{(0.2)^2} = 0.36 \, Н]

Теперь найдем силу действующую на заряд 40 нКл от полукольца как пара зарядов, размещенных по его кривизне равную половине равной ранее найденной силы:
[F = \dfrac{0.36}{2} = 0.18 \, Н]

Следовательно, сила, действующая на точечный заряд равный 40 нКл, расположенный в центре кривизны полукольца, равна 0.18 Н.