в двух вершинах треугольника со сторонами а=4 см, в=3 см и с=5 см находятся заряды q1= 8 нКл и q2= -6 нКл. а) с какой силой взаимодействуют эти заряды? б) определите напряженность электрического поля в третьей вершине треугольника. в)определите потенциал электростатического поля в третьей вершине треугольника.

Вопрос школьника по предмету Физика

в двух вершинах треугольника со сторонами а=4 см, в=3 см и с=5 см находятся заряды q1= 8 нКл и q2= -6 нКл.
а) с какой силой взаимодействуют эти заряды?
б) определите напряженность электрического поля в третьей вершине треугольника.
в)определите потенциал электростатического поля в третьей вершине треугольника.

Ответ учителя по предмету Физика

Дано:

q₁ = + 8 нКл = + 8*10⁻⁹ Кл

q₂ = — 6 нКл = — 6*10⁻⁹ Кл

a= 4 см = 0,04 м

b = 3 см = 0,03 м

c = 5 см = 0,05 м

____________

F — ?

E — ?

φ — ?

1) 

Заметим сразу, что треугольник ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ, или как его называют «египетский»:

3²+4²=5²

Причем угол С — прямой.

Найдем силу взаимодействия между зарядами (смотри рисунок)

Эти заряды разных знаков, поэтому ПРИТЯГИВАЮТСЯ

Модуль силы:

F = k*q₁*q₂/c² = 9*10⁹*8*10⁻⁹*6*10⁻⁹/(0,05)² ≈ 0,17 мН

2)

Найдем напряженности

Е₁ направлен от q₁:

E₁ = k*q₁/b² = 9*10⁹*8*10⁻⁹/(0,03)² ≈ 80 кВ/м

Е₂ направлен  к q₂

E₂ = k*q₂/а² = 9*10⁹*6*10⁻⁹/(0,04)² ≈ 33,8 кВ/м

По принципу суперпозиции (здесь можно по теореме Пифагора:)

E² = E₁²+E₂² ≈ 7542

E = √(7542) ≈ 86,8 кВ/м

3) Находим потенциал в вершине с:

φ₁=k*q₁/b = 9*10⁹*8*10⁻⁹/0,03 = 2400 B

φ₂=k*q₂/a = 9*10⁹*6*10⁻⁹/0,04 = 1350 B

φ = φ₁ + φ₂ = 3 750  В   или  3,75 кВ