Ввершинах квадрата со стороной 0,1 м помещены заряды по 0,1 нкл. определить напряженность и потенциал поля в центре квадрата, если один из зарядов отличается по знаку от остальных/ нужен подробное решение

141

245

Посмотреть ответы 3

Ответы на вопрос:

anciferovalex

Физика

4,7(85 оценок)

Для начала найдите расстояние от вершин квадрата до центра - r. оно легко находится при теоремы пифагора (диагонали квадрата пересекаются под прямым углом и делятся точкой пересечения пополам). теперь подсчитаем электрическое поле от одного из зарядов, создаваемое в центре квадрата (точке пересечения диагоналей). как известно, напряженность поля, создаваемого зарядом q в точке, отстоящей от него на расстояние r равно: e = k*q/r^2 где k - коэффициент, зависящий от выбранной системы отсчета. чему он равен в системе си посмотрите в справочнике. это тот же самый коэффициент, который присутствует в законе кулона. далее, не забываем, что напряженность электрического поля - величина векторная и для нее действует принцип суперпозиции, поэтому напряженности, создаваемые каждым из зарядов складываются векторно. но в данном случае видно, что, так, как заряды одинаковы, то векторы напряженности электрического поля, создаваемые одинаковыми одного знака, расположенными в противоположных вершинах квадрата, будут равны, но противоположны по направлении. и поэтому, их сумма будет равна 0! остаются 2 заряда с различными знаками. векторы напряженности электрического поля, создаваемые в центре квадрата этими будут тоже равны по модулю (т.к. заряды равны), и направлены в одну сторону, вдоль диагонали квадрата, на которой они находятся. соответственно суммарная напряженность электрического поля в центре квадрата будет равна сумме напряженностей, создаваемых каждыми из этих зарядов, то есть удвоенной величине напряженности, создаваемой одним из зарядов: e = 2k*q/r^2 где r - длина половины диагонали квадрата. потенциал создаваемый зарядом q в точке, отстоящей от него на расстояние r равен: fi = k*q/r потенциал - величина скалярная, поэтому складывается как скаляр. так что суммарный потерциал будет равен: fi = k*q1/r + k*q2/r + k*q3/r + k*q4/r = 3k*q/r - k*q/r = 2k*q/r

pdgudkova

Физика

4,7(99 оценок)

Для начала найдем для напряженности. напряженность, создаваемая в точке системой зарядов равна суперпозиции напряженностей, создаваемых каждым зарядом в отдельности в этой точке. из этого следует, что заряды, которые имеют одинаковый знак и находятся на одной из диагоналей квадрата компенсирую тдруг друга и не влияют на напряженность в центре. разноименные же заряды, находящиеся на другой диагонали вектора напряженности в одном и том же направлении, за счет разных знаков заряда. значит напряженность будет равна = h/м (по модулю) (мы учли, что расстояние от вершины квадрата до центра ) в случае потенциалов ситуация складывается наоборот: разноименные заряды компенсируют друг друга, а потенциал от одноименных - слагается, так как потенциал - скалярная, а не векторная величина. ф = в

Pro100faceguccigang

Физика

4,8(12 оценок)

1) ускорение свободного падения на поверхности планеты определяется выражением g = g*m/r². где g - гравитационная постоянная; m - масса планеты; r - радиус планеты. масса планеты m = p*v; где р - средняя плотность вещества планеты; v - объем планеты. объем планеты v = 4πr³/3/ таким образом для земли gз = g*pз*4*π*rз³/3rз² = g*pз*4*π*rз/3; здесь рз - средняя плотность вещества земли; rз - радиус земли. у некоторой гипотетической планеты радиус = rз/2. тогда ускорение свободного падения на её поверхности gп = {g*pз*4*π*(rз/2)³}/3(rз/2)² = {g*pз*4*π*(rз/2)}/3 = g*pз*2*π*rз/3. разделим gз на gп, имеем gз/gп ={g*pз*4*π*rз/3}/{g*pз*2*π*rз/3}= 2. таким образом ускорение свободного падения на гипотетической планете gп = gз/2 = 10/2 = 5 м/с. 2) во-первых, надо уточнить, что круговая (орбитальная) скорость на высоте полета спутника 6400 км, не является первой космической. первая космическая скорость, это такая минимальная скорость, которую надо сообщить телу, находящемуся на поверхности планеты, что бы вывести это тело на круговую орбиту вокруг планеты. таким образом первая космическая скорость для любой планеты, в том числе и для земли, не зависит от высоты полета тела (спутника), а зависит от ускорения свободного падения на поверхности планеты и от радиуса планеты. и если вы посмотрите, например, в википе-дии, то увидите, что для всех планет солнечной системы, и для самого солнца указывается величина первой космической скорости без всякой увязки с высотой полета над поверхностью. для солнца первая космическая скорость равна, примерно, 436,5 км/с. а, к примеру, земля движется на расстоянии 150 миллионов км от солнца (можно сказать, что движется на высоте от поверхности солнца в 150 миллионов км). при этом орбитальная скорость земли около 30 км/с. но эту скорость ни кто не называет первой космической скоростью для солнца на высоте полета в 150 миллионов км. эта скорость называется орбитальная скорость движения земли вокруг солнца. вот так и со спутниками, обращающимися вокруг земли. чтобы тело двигалось по окружности на тело должно действовать центростремительное ускорение. это ускорение a = v²/r. здесь v - круговая (линейная) скорость тела; r - радиус окружности. при движении спутника на некоторой высоте вокруг планеты, центростремительным ускорением является ускорение свободного падения на той высоте, на которой летит спутник. ускорение свободного падения на некоторой высоте можно найти по формуле gh = g*m/(r+h)^2. но, зная g на поверхности земли, достаточно найти во сколько раз gh будет меньше, чем g на поверхности земли. таким образом g/gh = {g*m/r²}/{g*m/(r+h)²}. если h = r, то g/gh = (r + r)²/r² = 4r²/r² = 4. таким образом, gh = g/4. следовательно на высоте полета равной 6400 км ускорение свободного падения gh = g/4, оно и является центростремительным для спутника. следовательно g/4 = v²/(r + h) = v²/(r + r) = v²/2r. отсюда v = √(g*r/2) = √10*6400000/2 =5656, 854..м/с