Для решения данной задачи, мы должны использовать закон Кулона, который описывает взаимодействие между зарядами.
Закон Кулона гласит, что электрическая сила взаимодействия между двумя зарядами прямо пропорциональна произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для вычисления силы имеет вид:
F = k * q1 * q2 / r^2,
где F - электрическая сила взаимодействия,
k - постоянная Кулона (k = 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2),
q1 и q2 - модули зарядов,
r - расстояние между зарядами.
Теперь мы можем рассчитать электрические силы взаимодействия между зарядами в каждой из вершин квадрата. Для удобства, обозначим вершины квадрата как A, B, C и D.
F_AB = k * q1 * q2 / d^2, где d - диагональ квадрата.
Также, поскольку силы взаимодействия имеют направление, мы должны учитывать знак заряда. Заряд q2 отрицательный, поэтому электрическая сила между q1 и q2 будет направлена от q2 к q1.
Теперь мы можем перейти к определению потенциала поля в центре шара. Потенциал поля можно найти по формуле:
V = k × Q / r,
где V - потенциал поля, k - электростатическая постоянная (приближенно равна 9 * 10^9 Н * м² / Кл), Q - заряд, r - расстояние от заряда до точки, в которой мы измеряем потенциал.
В данном случае, рассчитываем потенциал поля в центре шара, поэтому расстояние от заряда до центра шара равно радиусу шара (r = 12 см).
Подставим наши значения в формулу:
V = (9 * 10^9 Н * м² / Кл) × (0.18 мкл) / (12 см).
Приведем заряд к Кл и расстояние к метрам:
V = (9 * 10^9 Н * м² / Кл) × (0.18 * 10^(-6) Кл) / (0.12 м),
что можно упростить:
V = (9 * 10^9 Н * м² / Кл) × (1.8 * 10^(-6) Кл) / (0.12 м) = 15 * 10^3 Н * м.
Теперь, нам нужно привести ответ в нужных единицах, ведь ответ задан в вариантах ответа. 1 Н * м = 1 В, поэтому:
V = 15 * 10^3 Н * м = 15 * 10^3 В = 15 кВ.
Таким образом, потенциал поля в центре шара равен 15 кВ. Ответ в вариантах ответа варианте "б) 60" неверный. Верный ответ: "а) 90".
28000:3000=10