Задача по физике В трех вершинах квадрата со стороной а=40 см находятся одинаковые положительные заряды по 6,4 нКл каждый. Найти напряженность и потенциал электрического поля в четвертой вершине. Рассчитать разность потенциалов между центром квадрата и четвертой вершиной.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем напряженность электрического поля в четвертой вершине квадрата. Положим, что четвертая вершина находится на расстоянии d от каждой из трех вершин квадрата. Тогда напряженность поля в четвертой вершине будет равна сумме напряженностей, создаваемых зарядами в трех других вершинах:

E = kq1/d^2 + kq2/d^2 + k*q3/d^2,

где k - постоянная Кулона (k = 910^9 Нм^2/Кл^2), q1=q2=q3=6.4 нКл = 6.4*10^-9 Кл - заряды в вершинах квадрата.

Подставляя значения и выражая E:

E = k6.410^-9 Кл/d^2 + k6.410^-9 Кл/d^2 + k6.410^-9 Кл/d^2 = 3k6.410^-9 Кл/d^2 = 3910^96.4*10^-9/d^2 = 172.8/d^2 Н/Кл.

Теперь найдем потенциал электрического поля в четвертой вершине квадрата. Потенциал можно найти как работу по перемещению единичного положительного заряда из бесконечности в данную точку. Поскольку заряды находятся на расстоянии a = 40 см от четвертой вершины, потенциал в четвертой вершине будет равен сумме потенциалов, создаваемых каждым из трех зарядов:

V = kq1/a + kq2/a + kq3/a = k6.410^-9 Кл/(0.4 м) + k6.410^-9 Кл/(0.4 м) + k6.410^-9 Кл/(0.4 м) = 3k6.410^-9 Кл/(0.4 м) = 3910^96.410^-9/(0.4) = 480 В.

Таким образом, напряженность поля в четвертой вершине квадрата равна 172.8/d^2 Н/Кл, а потенциал равен 480 В. разность потенциалов между центром квадрата и четвертой вершиной равна 480 В (потенциал в четвертой вершине) - 0 В (потенциал в центре квадрата) = 480 В.