Помогите с физикой(электростатика)

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Также мы можем использовать формулу для напряженности электрического поля, которая гласит, что напряженность электрического поля в точке пропорциональна величине заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния до заряда.

1) Для расстояния 3 см (0,03 м) от центра шара:
- Напряженность поля в точке, находящейся на расстоянии 3 см от центра шара, равна напряженности поля, создаваемого зарядом q1, так как оболочка не влияет на поле внутри себя. Напряженность поля в точке, находящейся на расстоянии 3 см от центра шара, равна:
E1 = k * q1 / r^2 = 9 * 10^9 * 2 * 10^-8 / (0,03)^2 ≈ 4 * 10^6 Н/Кл,
где k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н*м^2/Кл^2), q1 - заряд шара (2 * 10^-8 Кл), r - расстояние от центра шара (0,03 м).

- Потенциал в точке, находящейся на расстоянии 3 см от центра шара, равен потенциалу, создаваемому зарядом q1, так как оболочка не влияет на потенциал внутри себя. Потенциал в точке, находящейся на расстоянии 3 см от центра шара, равен:
V1 = k * q1 / r = 9 * 10^9 * 2 * 10^-8 / 0,03 ≈ 6 * 10^5 В,
где k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н*м^2/Кл^2), q1 - заряд шара (2 * 10^-8 Кл), r - расстояние от центра шара (0,03 м).

2) Для расстояния 5 см (0,05 м) от центра шара:
- Напряженность поля в точке, находящейся на расстоянии 5 см от центра шара, равна напряженности поля, создаваемого зарядом q1, так как оболочка не влияет на поле внутри себя. Напряженность поля в точке, находящейся на расстоянии 5 см от центра шара, равна:
E2 = k * q1 / r^2 = 9 * 10^9 * 2 * 10^-8 / (0,05)^2 ≈ 7,2 * 10^5 Н/Кл,
где k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н*м^2/Кл^2), q1 - заряд шара (2 * 10^-8 Кл), r - расстояние от центра шара (0,05 м).

- Потенциал в точке, находящейся на расстоянии 5 см от центра шара, равен потенциалу, создаваемому зарядом q1, так как оболочка не влияет на потенциал внутри себя. Потенциал в точке, находящейся на расстоянии 5 см от центра шара, равен:
V2 = k * q1 / r = 9 * 10^9 * 2 * 10^-8 / 0,05 ≈ 3,6 * 10

^5 В,
где k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н*м^2/Кл^2), q1 - заряд шара (2 * 10^-8 Кл), r - расстояние от центра шара (0,05 м).

Решение задачи:
1. Напряженность поля:

a) r = 3 см (внутри шара):

В этой области поле создается только зарядом q1, равномерно распределенным по шару.
Напряженность поля внутри однородно заряженного шара:
E_1 = (1/4πε₀) * (3q1 / r²)
Подставляем значения:
E_1 = (9 * 10^9 Нм²/Кл) * (3 * 2 * 10^(-8) Кл) / (3 см)² = 600 В/м
б) r = 5 см (между шаром и оболочкой):

В этой области поле создается обоими зарядами.
Напряженность поля от заряда q1:
E_1 = (1/4πε₀) * (q1 / r²)
Напряженность поля от заряда q2:
E_2 = (1/4πε₀) * (q2 / r²)
Результирующая напряженность поля:
E_2 = E_1 + E_2 = (1/4πε₀) * (q1 + q2) / r²
Подставляем значения:
E_2 = (9 * 10^9 Нм²/Кл) * (2 * 10^(-8) Кл - 4 * 10^(-8) Кл) / (5 см)² = -360 В/м
2. Потенциал:

a) r = 3 см (внутри шара):

Потенциал внутри однородно заряженного шара:
φ_1 = (1/4πε₀) * (3q1 / r)
Подставляем значения:
φ_1 = (9 * 10^9 Нм²/Кл) * (3 * 2 * 10^(-8) Кл) / (3 см) = 180 В
б) r = 5 см (между шаром и оболочкой):

Потенциал от заряда q1:
φ_1 = (1/4πε₀) * (q1 / r)
Потенциал от заряда q2:
φ_2 = (1/4πε₀) * (q2 / r)
Результирующий потенциал:
φ_2 = φ_1 + φ_2 = (1/4πε₀) * (q1 + q2) / r
Подставляем значения:
φ_2 = (9 * 10^9 Нм²/Кл) * (2 * 10^(-8) Кл - 4 * 10^(-8) Кл) / (5 см) = -72 В
3. Ответ:

Напряженность поля:
3 см: 600 В/м
5 см: -360 В/м
Потенциал:
3 см: 180 В
5 см: -72 В