• Две тонкие концентрические сферы имеют заряды 40 нKл и 50 нКл, равнораспределенные по поверхности. Найдите силу, действующую на точечный заряд 10 нКл, находящийся вне этих сфер на расстоянии 9 см от их центра.

Ответы 6

  • А там где F=k(Q1+Q2)q/r стоит в знаменателе r, разве не r^2?
  • У меня какого-то х... ответ в ответах 1мН
    • Автор:

      zoey82
    • 6 лет назад
    • 0
  • да. описался. r^2 тащится от площади сферы. численный ответ сейчас пересчитаю. спасибо.
    • Автор:

      wilkinson
    • 6 лет назад
    • 0
  • Если r^2 то получится 9 мн, но почему в ответе 1?
    • Автор:

      lucas15
    • 6 лет назад
    • 0
  • Нене все спасибо
    • Автор:

      gooset1uk
    • 6 лет назад
    • 0
  • 1. Уточним условие задачи:Заряд первой сферы Q1 = +40 нКлЗаряд второй сферы Q2 = +50 нКл2. План решения:1) Выясним структуру поля, создаваемого сферами.2) Найдём напряжённость электрического поля, которое создают сферы в точке размещения заряда.3) Вычислим силу, действующую на пробный заряд q = +10 нКл по формуле F = qE3. Ход решения1) Структура поля. Симметрия задачи.В электростатике существует, так называемая, теорема о единственности решения. Эта теорема утверждает, что если однозначно задана объёмная плотность зарядов (в том числе точечные, линейные и поверхностные заряды), а так же потенциалы на проводниках, то задача о нахождении электростатического поля и потенциала имеет единственно решение.В нашем случае заряды равномерно "размазаны" по поверхности сфер, т.е. можно считать что задана равномерная поверхностная плотность заряда. Если мы зафиксируем центр сфер, а потом начнём как угодно вращать их, то распределение зарядов не изменится, а значит при произвольном повороте системы не изменится и картина силовых линий электростатического поля (и само поле тоже). Говорят, что при повороте системы задача переходит сама в себя. Если мы найдём конфигурацию силовых линий, удовлетворяющую этому условию, то найдём и единственное решение задачи.Простая логика подсказывает, то силовые линии электростатического поля направлены вдоль радиуса сфер (центрально-симметричное поле). Величина электрического поля зависит только от расстояния до центра сфер. Во всех других случаях задача и её решение при повороте само в себя не перейдёт.E  = E(r) * r₀, здесь r₀ - единичный радиус вектор, направленный от центра сфер к точечному заряду.2) Величина электростатического поля E(r).Воспользуемся теоремой Гаусса:  \int  \int{E} \, dS =  \frac{Q}{\epsilon_0} .Поток вектора напряжённости электростатического поля через любую замкнутую поверхность пропорционален величине свободного заряда, содержащегося внутри этой поверхности.В нашем случае удобно взять сферическую поверхность радиусом r (большим чем радиус заряженных сфер). Учтём, что на этой поверхности E(r) = const. Тогда \int\int{E}\,dS=E(r)\int \int{}\,dS=E(r)\Omega=4\pi r^2E=\frac{Q}{\epsilon_0} Здесь Ω - площадь выбранной нами cферы.Тогда имеем:E(r) =  \frac{Q_1+Q_2}{4\pi\epsilon_0 r^2}=k(Q_1+Q2)\frac{1}{r^2} 3) Сила действующая на заряд.F = qEТогда F = qE(r) r₀F=k(Q_1+Q2)\frac{q}{r^2} F=9*10^9*(40+50)*10^{-9}*(10*10^{-9})/(0.09*0.09)=10^{-3}Ответ приведён в ньютонах.
  • Добавить свой ответ

Войти через Google

или

Забыли пароль?

У меня нет аккаунта, я хочу Зарегистрироваться

How much to ban the user?
1 hour 1 day 100 years