Физика. Задания на контрольные работы 3 "Электричество и магнетизм" и 4 "Колебания и волны". - 10 стр.

UptoLike

11
α
β
Дано:
q
1
= 2 нКл =2
.
10
-9
Кл
q
2
= - 1 нКл=-10
-9
Кл
ε
=1; 1/4
πε
0
= 9
.
10
9
м/Ф
d = 5 см
r
1
= 6 см= 6
.
10
-2
м
r
2
= 4 см= 4
.
10
-2
м
Е - ?
ϕ
- ?
Рис.1
Решение. Согласно принципу суперпозиции электрических полей
каждый заряд создает поле независимо от присутствия в пространстве
других зарядов. Напряженность результирующего поля
21
EEE
G
G
G
+= .
Напряженности полей, создаваемых в воздухе
(
ε
= 1) зарядами q
1
и q
2
:
E
1
=
2
1
1
0
4
1
r
q
επε
, ( 1 )
E
2
=
2
2
2
0
4
1
r
q
επε
. ( 2 )
Направления векторов
и
1
E
G
2
E
G
указаны на рис.1. Модуль вектора
E
G
найдем по теореме косинусов
E = (
21
2
2
2
1
2 EEEE
+
+
cosα)
1/2
,
где
α
- угол между векторами
1
E
G
и
2
E
G
. Из рис.1 видно, что
β
=
π
-
α
.
Тогда cos
β
= - cos
α
.
Следовательно,
E = (
21
2
2
2
1
2 EEEE
+
cos
β
)
1/2
. ( 3 )
Из треугольника со сторонами
r
1
, r
2
и d по теореме косинусов находим
cos
β
= ( r
1
2
+ r
2
2
- d
2
) / (2r
1
r
2
). ( 4 )
Произведя вычисления по формулам (1), (2), (4), получим:
E
1
= 9
.
10
9___________
2
.
10
-9
= 5
.
10
3
B/м,
(6
.
10
-2
)
2