Какую работу необходимо совершить , чтобы перенести точечный заряд 2,*10^(-8) кл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии 28 см от поверхности проводящего шара радиусом 20 см, если потенциал шара равен 300в? шар находится в воздухе.
Для решения этой задачи, нам необходимо учесть, что для перемещения заряда из бесконечности до точки расположения, к которой мы хотим перенести заряд, нужно противодействовать потенциалу проводящего шара.
Шаг 1: Первым шагом мы определим работу, которую нужно совершить, чтобы перенести заряд из бесконечности до точки, находящейся на расстоянии 28 см от поверхности шара. Для этого мы воспользуемся формулой работы:
Работа = заряд * изменение потенциала.
Здесь заряд равен 2 * 10^(-8) Кл, а изменение потенциала равно разности потенциалов между точкой, где мы хотим перенести заряд, и бесконечностью.
Шаг 2: Чтобы вычислить изменение потенциала, нам необходимо использовать формулу для потенциала единичного заряда внутри проводника. Формула выглядит следующим образом:
V = k * Q / r
Здесь V - потенциал, k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), Q - заряд шара, а r - расстояние от центра шара до точки.
Шаг 3: Нам нужно найти потенциал шара для определения изменения потенциала. У нас есть данная информация - потенциал шара равен 300 В. Теперь мы можем произвести вычисления.
Подставляя значения в формулу для потенциала единичного заряда внутри проводника, получаем:
300 = k * Q / 0.20
Решая данное уравнение относительно Q, найдем значение заряда шара.
Шаг 4: После того, как мы найдем значение заряда шара, мы можем использовать его для вычисления работы:
Работа = заряд * изменение потенциала.
Здесь изменение потенциала равно разности между потенциалом шара (300 В) и потенциалом в точке, где мы хотим перенести заряд (который будет равен 0 В, так как мы переносим заряд из бесконечности).
Подставляя значения в формулу работы, мы получаем:
Работа = заряд * (300 В - 0 В)
Шаг 5: Наконец, вычисляем работу с использованием найденного значения заряда:
Работа = 2 * 10^(-8) Кл * (300 В - 0 В)
Получаем окончательный ответ.
Можно также отметить, что в данной задаче шар находится в воздухе, и поскольку воздух является диэлектриком, он не оказывает влияния на работу.
