Задача. В вершинах острых углов прямоугольного равнобедренного треугольника с катетом длиной 10 см находятся маленькие шарики с зарядами +1 мкКл
Загрузка...
Тема:

Примеры решения задач по электродинамике

Пример решения задачи по теме «Принцип суперпозиции электрических полей»

Задача. В вершинах острых углов прямоугольного равнобедренного тре­угольника с катетом длиной 10 см находятся маленькие шарики с за­рядами +1 мкКл и +1,5 мкКл. Какая сила действует на шарик, имеющий заряд +1 мкКл и находящийся в вершине прямого угла?

Дано:

q1 = +33 нКл

q2 = -67 нКл

q3 = 1 мкКл

a = 10 см

Решение:

Задача может быть решена двумя способами.

 

I способ

Рис. 4.36. К задаче

Третий шарик с зарядом q3 находится одновременно в поле заряда q1 и в поле заряда q2. Поэтому на данный шарик действуют соответ­ственно силы

F1 = q3E1 и F2 = q3E2.

Учитывая, что для поля точечного тела с зарядом

E = k • q / r2 и r = a,

получим

F1 = q3k • q1 / a2;

F2 = q3k • q2 / a2;

Равнодействующая этих сил является геометрической суммой векторов 1 и 2 (рис. 4.36). Модуль равнодей­ствующей определяется из параллелограмма сил:

F3 = √(F12 + F22).

Отсюда

F3 = (kq3 / a2) • √(q12 + q22).

 

II способ

Чтобы рассчитать значение силы, действующей на третий шарик, нужно знать суммар­ную напряженность электрического поля, которая в соответствии с принципом супер­позиции полей равняется геометрической сумме напряженностей полей зарядов q1 и q2.

E̅ = 1 + 2.

Модуль этой векторной суммы находим из параллелограмма векторов напряженности:

E = √(E12 + E22).

Учитывая, что E1 = k • q1 / a2 и E2 = k • q2 / a2, получим Материал с сайта http://worldofschool.ru

E = (k / a2) • √(q12 + q22).

Зная напряженность электрического поля, можно определить силу:

F3 = q3E = (kq3 / a2) • √(q12 + q22).

 

Подставив значения величин, в обоих случаях получим

F3 = 1,6 Н.

F3 — ?

Ответ: сила, действующая на шарик с зарядом q3, равняется 1,6 Н.

Загрузка...
На этой странице материал по темам:
  • Задача по электродинамике с решением

  • Принцип суперпозиции примеры задач

  • Примеры решения задач по физике закон кулона

  • Решение задач принцип суперпозиции полей

  • Урок по теме потенциал и разность потенциалов электрического поля

Материал с сайта http://WorldOfSchool.ru