Question

Какую нужно совершить работу, чтобы перенести точечный заряд q=4×10-8 Кл из точки, находящейся на расстоянии 1 м, в точку, находящуюся на расстоянии 0,01 м от поверхности шара радиусом 0,02 м с поверхностной плотностью заряда 10-11 Кл/м2?

Answer 1

Для решения этой задачи нужно найти электрический потенциал на поверхности шара и в точке, где нужно перенести точечный заряд.

Шаг 1: Найдем поверхностную плотность заряда на поверхности шара (σ):
σ = 10^(-11) Кл/м^2

Шаг 2: Найдем электрическое поле на поверхности шара (E):
E = σ / ε0, где ε0 - электрическая постоянная (ε0 ≈ 8.85×10^(-12) Кл^2/(Н·м^2))
E = 10^(-11) Кл/м^2 / (8.85×10^(-12) Кл^2/(Н·м^2))
E = 1.13 Н/м

Шаг 3: Найдем разность потенциалов между поверхностью шара и точкой, где нужно перенести заряд (ΔV):
ΔV = -E * Δr, где Δr - изменение расстояния
Δr = 1 м - 0.01 м
ΔV = -1.13 Н/м * 0.99 м
ΔV = -1.12 Н·м

Шаг 4: Найдем работу, необходимую для переноса точечного заряда:
работа = q * ΔV, где q - заряд
работа = 4×10^(-8) Кл * (-1.12 Н·м)
работа = -4.48×10^(-8) Дж

Ответ: Чтобы перенести точечный заряд q=4×10^(-8) Кл из точки, находящейся на расстоянии 1 м, в точку, находящуюся на расстоянии 0.01 м от поверхности шара радиусом 0.02 м с поверхностной плотностью заряда 10^(-11) Кл/м^2, нужно совершить работу -4.48×10^(-8) Дж.