Точечный заряд q= 1 нКл помещен в точке А (см. рис) на расстоянии d = 0,1 м от идеально проводящей бесконечной плоскости. Определите напряженность электрического поля Е , создаваемую зарядом в точке В , отстающей на d от плоскости и на расстоянии 2d по горизонтали от заряда. Постоянная закона Кулона 9*10^9 Н*м^2/Kл^2
РЕШЕНИЕ
Воспользуемся методом зеркальных изображений.
Заменим плоскость “мнимым” зарядом q2= -1нКл, расположенным “по ту сторону о плоскости”
На расстоянии 2d=0.2 м от заряда в точке А.
Получим простую схему зарядов (на твоем рисунке во вкладке я дорисовал) заряды в вершинах квадрата.
Теперь согласно принципу суперпозиции полей, рассчитаем поле в точке В, как сумму полей
От зарядов q1 и q2 : E1=kq1/(2d)^2 , E2=kq2/(2 √2d)^2
|q|=|q1|=|q2|
Для простоты сразу E1=225 B/м ; E2= 112.5 В/м
Получаем по теореме косинусов Е^2= E1^2+E2^2-2E1E2cos45
E = √( 225^2 +112.5^2 -2*225*112.5*cos45) =165.783 В/м= 166 В/м
ответ =165.783 В/м= 166 В/м ***проверь расчеты еще раз сам
2d
А(q1)- - - - - - - - - - - - - - - - - -(B)
|
|
| d
|
|- - - -- -- - -- - - -- - - -- -- - -- -- -- - -- -- - -- - поверхность
|
| d
|
|
(q2)
Точечный заряд q= 1 нКл помещен в точке А (см. рис) на расстоянии d = 0,1 м от идеально проводящей бесконечной плоскости. Определите напряженность электрического поля Е , создаваемую зарядом в точке В , отстающей на d от плоскости и на расстоянии 2d по горизонтали от заряда. Постоянная закона Кулона 9*10^9 Н*м^2/Kл^2
РЕШЕНИЕ
Воспользуемся методом зеркальных изображений.
Заменим плоскость “мнимым” зарядом q2= -1нКл, расположенным “по ту сторону о плоскости”
На расстоянии 2d=0.2 м от заряда в точке А.
Получим простую схему зарядов (на твоем рисунке во вкладке я дорисовал) заряды в вершинах квадрата.
Теперь согласно принципу суперпозиции полей, рассчитаем поле в точке В, как сумму полей
От зарядов q1 и q2 : E1=kq1/(2d)^2 , E2=kq2/(2 √2d)^2
|q|=|q1|=|q2|
Для простоты сразу E1=225 B/м ; E2= 112.5 В/м
Получаем по теореме косинусов Е^2= E1^2+E2^2-2E1E2cos45
E = √( 225^2 +112.5^2 -2*225*112.5*cos45) =165.783 В/м= 166 В/м
ответ =165.783 В/м= 166 В/м ***проверь расчеты еще раз сам
2d
А(q1)- - - - - - - - - - - - - - - - - -(B)
|
|
| d
|
|- - - -- -- - -- - - -- - - -- -- - -- -- -- - -- -- - -- - поверхность
|
| d
|
|
(q2)
по условию 2 v0 = v1
средняя квадратичная скорость равна v = sqrt((3RT)/M). можно заметить, что при составлении уравнения 2 v0 = v1 и возведении обоих частей в квадрат, значение (3R)/M сократится, так как газ один и тот же. тогда получаем, что
4 T0 = T1,
T1 = 4*273 = 1092 К
б) P1 - ?
давление, согласно основному уравнению МКТ, равно P = (1/3) m0 n v². можно заметить, что если для каждого состояния составить уравнение и одно разделить на другое, то получим, что
P1/P0 = T1/T0 => P1 = (P0 T1)/T0 = 4 P0
P1 = 4 атм
в) N - ?
давление также можно рассчитать по формуле P = n k T = (N/V) k T, откуда N = (P V)/(k T).
так как количество молекул газа не изменяется, то вместо температуры и давления можно подставлять как P0, T0, так и P1, T1
N = (P0 V)/(k T0)
N = (10^(5)*10^(-3))/(1.38*10^(-23)*273) ≈ 2.6*10^(22) молекул