Задача по физике на заряды

Физика - одна из наук, изучающая природные явления и взаимодействия между различными объектами. Одной из ключевых тем в физике является электростатика, изучающая статические электрические явления. В данной статье рассмотрим задачу по физике на заряды.

Задача:

Дана система из трех зарядов. Заряды $q_1$ и $q_2$ имеют одинаковую величину $5 \ мкКл$ и находятся на расстоянии $d = 1 \ м$. Заряд $q_3$ имеет величину $-10 \ мкКл$ и находится на расстоянии $d = 2 \ м$ от заряда $q_2$. Найти напряжение между зарядами $q_1$ и $q_3$.

Решение:

Напряжение между двумя зарядами можно найти по формуле:

$$ V = k \frac{q_1 q_2}{r} $$

где $k = 9 \cdot 10^9 \ Н \cdot м^2 / Кл^2$ - постоянная Кулона, $q_1$ и $q_2$ - заряды, $r$ - расстояние между зарядами.

В нашей задаче нам нужно найти напряжение между зарядами $q_1$ и $q_3$. Расстояние между ними равно сумме расстояний от $q_1$ до $q_2$ и от $q_2$ до $q_3$. Используем формулу для нахождения напряжения:

$$ V = k \left(\frac{q_1 q_2}{r_{12}} + \frac{q_2 q_3}{r_{23}}\right) $$

Подставляем значения:

$$ V = 9 \cdot 10^9 \ \frac{\ м Н \cdot Кл^2}{м^2 \ Кл^2} \left(\frac{5 \cdot 10^{-6} \ мкКл \cdot 5 \cdot 10^{-6} \ мкКл}{1 \ м} + \frac{5 \cdot 10^{-6} \ мкКл \cdot (-10) \cdot 10^{-6} \ мкКл}{2 \ м}\right) $$

Вычисляем:

$$ V = 9 \cdot 10^9 \ \frac{\ м Н \cdot Кл^2}{м^2 \ Кл^2} \left(\frac{25 \cdot 10^{-12} \ мкКл^2}{1 \ м} - \frac{50 \cdot 10^{-12} \ мкКл^2}{2 \ м}\right) $$

Сокращаем:

$$ V = 9 \cdot 10^9 \ \frac{\ м Н \cdot Кл^2}{м^2 \ Кл^2} (25 \cdot 10^{-12} \ мкКл^2 - 25 \cdot 10^{-12} \ мкКл^2) = 0 $$

Таким образом, напряжение между зарядами $q_1$ и $q_3$ равно нулю.

Заключение:

В данной статье была рассмотрена задача по физике на заряды. Мы использовали закон Кулона и формулу для нахождения напряжения между зарядами. В результате решения задачи мы получили, что напряжение между зарядами $q_1$ и $q_3$ равно нулю.