Даны два заряда: q1 и q2 = 18 нКл, расстояние между которыми 27 дм. Поле, создаваемое этими зарядами в точке A, расположенной на расстоянии 18 дм от заряда q1, имеет напряжённость E = 39,2
В
м
(направление указано зелёной стрелкой). Чему равен заряд q1? Ответ дайте в нанокулонах, заряд может быть положительным или отрицательным.
Решение и ответ:
Ответ: -16,992 в виде формулы:-16.992
По принципу суперпозиции, напряжённость электрического поля E в точке A будет считаться как сумма полей, создаваемых каждым из зарядов: E = E1 + E2. По правилу, отрицательные заряды ориентируют линии напряжённости электрического поля к себе, положительные - от себя. Значит, правый заряд заряд (q2) будет ориентировать поле от себя (красная стрелка поля E2). Величина напряжённости электрического поля, создаваемая каждым зарядом под отдельности, может быть подсчитана как E = k
q
R2
. В задаче дано расстояние от заряда q1 до точки A: R1 = 1,8 м (обязательно переводим в систему СИ). Так же есть расстояние между зарядами d = 2,7 м, откуда можно найти, что R2 = d + R1 = 4,5 м. Подсчитаем напряжённость, создаваемую зарядом q2, получим: E2 = 8
В
м
. Так как результирующий вектор напряжённости E в точке A направлен вправо, а вектор E2 влево, это говорит о том, поле E1, создаваемое зарядом q1, направлено вправо, при этом его величина превышает величину поля E2, то есть в проекции на горизонтальную ось должно выполняться равенство E = E1 - E2, откуда можно определить E1 = E + E2 = 47,2
В
м
. Зная величину поля и расстояние до заряда можно вычислить величину заряда: q1 =
E1×R12
k
≈ 1,699×10-8 Кл = 16,99 нКл. Так как поле E1 направлено с сторону заряда, то заряд - отрицательный, поэтому в ответе должен быть знак минус: -16,99