Question

Какую работу нужно совершить, чтобы переместить заряд 10−7 Кл, на заряженную
сферу радиусом 0,15 м, имеющую заряд 2/3 ∙ 10−7 Кл, из точки, находящейся на
расстоянии 0,25 м от поверхности сферы?
ответ должен получится 0,25 мДж

Answer 1

Для перемещения заряда на заряженную сферу, мы должны совершить работу против электростатических сил.

Работа, совершаемая для перемещения заряда, можно выразить как разность потенциальных энергий:

Работа = ΔПЭ = ПЭ_конечная - ПЭ_начальная

Так как начальная и конечная точки находятся на бесконечности, потенциальная энергия в начальной точке равна нулю:

ПЭ_начальная = 0

Потенциальная энергия в конечной точке можно выразить как:
ПЭ_конечная = k * q1 * q2 / r

где k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды сферы и перемещаемого заряда соответственно, r - расстояние между сферой и начальной точкой.

Таким образом, работу можно записать как:

Работа = k * q1 * q2 / r

В нашем случае:
q1 = 2/3 * 10^(-7) Кл (заряд сферы)
q2 = 10^(-7) Кл (перемещаемый заряд)
r = 0,25 м

Подставим значения в формулу:

Работа = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (2/3 * 10^(-7) Кл) * (10^(-7) Кл) / (0,25 м)

После упрощения, получим:

Работа = 0,24 Дж

Ответ: Работа, которую нужно совершить для перемещения заряда 10^(-7) Кл на заряженную сферу радиусом 0,15 м, составляет 0,24 Дж.