МОЛЕКУЛЯРНАЯ  ФИЗИКА Термодинамика Электромагнитная индукция Радиоактивность. Элементы физики ядра Молекулярная физика и термодинамика Постоянный ток

Пример 10. Шарик массой 4∙10–5кг, заряженный положительным зарядом в 10–9Кл, движется со скоростью, равной 0,1м/с. На какое расстояние может приблизиться шарик к положительному точечному заряду, равному 1,3∙10–9Кл. ε0 = 8,85∙10–12Ф/м.

 Дано:

m = 4∙10–5кг

u = 0,1м/с

Q = 10–9Кл

q = 1,3∙10–9Кл

ε0 = 8,85∙10–12Ф/м

Решение:

Шарик будет приближаться к положительному заряду до тех пор, пока его кинетическая энергия не станет равной потенциальной энергии отталкивания двух одноименных зарядовWп=Wкин. Потенциальная энергия двух точечных зарядов Q и q (заряд шарика считаем точечным):

Найти : r.

,

где r – расстояние, на которое приблизится шарик к заряду q. Кинетическая энергия Wк:

.

Следовательно:

.

Проверим размерность:

.

Подставим числовые данные:

.

Шарик приблизится к заряду на расстояние 6см.

Пример 11. Определить потенциальную энергию системы четырех точечных одноименных зарядов, расположенных в вершинах квадрата со стороной а = 4см. Заряды одинаковы по абсолютной величине и равны q = 4∙10–9Кл.

 Дано:

a = 4см

q1 = q2 = q3 = q4 = 4∙10–9Кл

СИ:

0,04м

Решение:

Потенциальная энергия системы зарядов равна сумме энергий взаимодействия зарядов попарно:

.

Найти: W.

.

Здесь: W12 – энергия взаимодействия зарядов q1 и q2; W13 – энергия взаимодействия зарядов q1 и q3, и т.д. (рис.15).

 Поскольку заряды точечные, то:

,

Проверим размерность:

.

Подставив числовые данные, получим:

.


Физика примеры решения задач Электромагнетизм Закон Ампера