Даны два заряда: q1 и q2 = -6 нКл, расстояние между которыми 36 дм. Поле, создаваемое этими зарядами в точке A, расположенной на расстоянии 25 дм от заряда q1, имеет напряжённость E = 30,3
В
м
(направление указано зелёной стрелкой). Чему равен заряд q1? Ответ дайте в нанокулонах, заряд может быть положительным или отрицательным.
Решение и ответ:
Ответ: -20,033873062797 в виде формулы:-20.033873062797
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 к себе (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 = 2,5 м (обязательно переводим в систему СИ). Так же есть расстояние между зарядами d = 3,6 м, откуда можно найти, что R2 = d + R1 = 6,1 м. Подсчитаем напряжённость, создаваемую зарядом q2, получим: E2 ≈ 1,451
В
м
. Так как результирующий вектор напряжённости E и вектор E2 в точке A направлены вправо и E > E2, это говорит о том, поле E1, создаваемое зарядом q1, направлено в ту же сторону, то есть в проекции на горизонтальную ось должно выполняться равенство E = E1 + E2, откуда можно определить E1 = E - E2 ≈ 28,8
В
м
. Зная величину поля и расстояние до заряда можно вычислить величину заряда: q1 =
E1×R12
k
≈ 2×10-8 Кл = 20 нКл. Так как поле E1 направлено с сторону заряда, то заряд - отрицательный, поэтому в ответе должен быть знак минус: -20