Расстояние r1 между двумя точечными зарядами q1=9*10 минус 9 степени Кл и q2=1,32*10 минус 8 степени Кл равно 40 см. Какую работу необходимо совершить, чтобы расстояние между ними достигло 25 см.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем силу, с которой будут действовать заряды друг на друга при расстоянии 40 см.
Используем закон Кулона:
F = k |q1 q2| / r^2,
где F - сила в Ньютонах, k - постоянная Кулона (8,987510^9 Нм^2/Кл^2), q1 и q2 - величины зарядов в Кулонах, r - расстояние между зарядами в метрах.

Подставляем данные:
F = 8,987510^9 |910^-9 1,32*10^-8| / (0,4)^2 = 5,95 Н.

Теперь найдем работу, которую нужно совершить, чтобы расстояние между зарядами стало 25 см (0,25 м).
Для этого расстояние между зарядами нужно уменьшить на 0,15 м (0,4 м - 0,25 м).

Работа W, необходимая для этого, равна изменению потенциальной энергии системы зарядов:
W = ΔU = U1 - U2 = q1 φ1 - q1 φ2,
где U - потенциальная энергия системы зарядов, q - заряд, φ - потенциал в данной точке. Поскольку потенциал определяется не самой точкой, а велечиной заряда и расстоянием от точки до заряда, будем считать электрический потенциал созданный другими зарядами в этих точках равными старым значениям.
Также потенциальная энергия системы зависит от расстояния между зарядами как q1q2/r. Поэтому работа, которую нужно совершить, равна разнице потенциальной энергии между начальным и конечным состояниями системы зарядов:
W = ΔU = q1q2(1/25-1/40) = 0,7968 Дж.

Таким образом, для того чтобы расстояние между зарядами достигло 25 см, нужно совершить работу примерно 0,7968 Дж.