Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Кулона и некоторые свойства векторов.
1) Сначала найдем расстояние между зарядами r. Для этого используем закон Кулона:
F = k * (q1 * q2) / r^2
где F - сила взаимодействия между зарядами, k - коэффициент пропорциональности, q1 и q2 - заряды, r - расстояние между зарядами.
Подставим известные значения в формулу:
125,8 * 10^-6 = (9 * 10^9) * (25 * 10^-9) * (25 * 10^-9) / r^2
r^2 = (9 * 10^9) * (25 * 10^-9) * (25 * 10^-9) / (125,8 * 10^-6)
r^2 = 625 * 10^-18 / 125,8 * 10^-6
r^2 = 5 * 10^-12
r = √(5 * 10^-12)
r = 7,07 см
Таким образом, расстояние между зарядами равно 7,07 см.
2) Теперь найдем работу электрического поля по перемещению заряда q из точки А в точку В. Для этого используем формулу:
W = ∫F * dr
где W - работа, F - сила взаимодействия, dr - элемент перемещения.
Так как заряд q перемещается по прямой, соединяющей заряды q1 и q2, то работа будет равна разности потенциальной энергии заряда в точках А и В:
W = U(А) - U(В)
где U - потенциальная энергия заряда.
Так как заряд q находится на прямой, соединяющей заряды q1 и q2, то потенциальная энергия заряда будет равна:
U = k * (q1 * q) / r1 + k * (q2 * q) / r2
Подставим известные значения в формулу:
U(А) = (9 * 10^9) * (25 * 10^-9) * (1 * 10^-9) / 5 + (9 * 10^9) * (25 * 10^-9) * (1 * 10^-9) / 7,07
U(В) = (9 * 10^9) * (25 * 10^-9) * (1 * 10^-9) / 2
W = U(А) - U(В)
W = (9 * 10^9) * (25 * 10^-9) * (1 * 10^-9) / 5 - (9 * 10^9) * (25 * 10^-9) * (1 * 10^-9) / 2
W = 125,8 * 10^-6
Таким образом, работа электрического поля по перемещению заряда q из точки А в точку В равна 125,8 * 10^-6 Дж.
3) Теперь найдем поток вектора напряженности через сферическую поверхность радиусом R = 4 см с центром в точке В. Для этого используем формулу:
Ф = ∫E * dS
где Ф - поток, E - напряженность электрического поля, dS - элемент поверхности.
Так как заряд q удален на бесконечность, то напряженность электрического поля будет равна:
E = k * q / r^2
где k - коэффициент пропорциональности, q - заряд, r - расстояние до заряда.
Подставим известные значения в формулу:
E = (9 * 10^9) * (1 * 10^-9) / r^2
Так как заряд q удален на бесконечность, то r будет равно бесконечности, следовательно:
E = 0
Таким образом, поток вектора напряженности через сферическую поверхность радиусом R = 4 см с центром в точке В равен нулю.