Переместили отрицательный заряд с модулем 0,50 нКл в однородном электростатическом поле с модулем напряженности 2 кВ/см на расстояние 10 см в направлении линий напряженности. Найдите работу силы поля, совершенную при перемещении заряда, и изменение потенциальной энергии взаимодействия заряда с полем. Пожалуйста, введите ваш ответ в формате работа;изменение потенциальной энергии.
Подтвержденное решение:
Чтобы решить эту задачу, давайте воспользуемся формулами для работы силы поля и изменения потенциальной энергии.
-
Работа силы поля (работа):
Работа, совершенная при перемещении заряда в электростатическом поле, равна изменению его потенциальной энергии. Формула для расчета работы:Работа = Изменение потенциальной энергии (ΔU)
-
Изменение потенциальной энергии (ΔU):
Изменение потенциальной энергии определяется разницей потенциальных энергий на начальной (U нач) и конечной (U кон) точках. В данном случае, начальная потенциальная энергия заряда равна нулю, так как он изначально находился в покое. Поэтому изменение потенциальной энергии будет равно потенциальной энергии в конечной точке.ΔU = U кон
-
Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле (U):
Потенциальная энергия заряда (q) в электростатическом поле с напряженностью (E) и перемещении (d) определяется следующей формулой:U = q * E * d
Теперь мы можем рассчитать работу и изменение потенциальной энергии:
-
Работа:
Работа = ΔU = U кон = (q * E * d)Подставляем известные значения:
q = 0,50 нКл = 0,50 * 10^(-9) Кл
E = 2 кВ/см = 2 * 10^3 Н/Кл
d = 10 см = 0,10 м = 0,10 * 10^(-2) м -
Расчет работы:
Работа = (0,50 * 10^(-9) Кл) * (2 * 10^3 Н/Кл) * (0,10 * 10^(-2) м) = 0,001 Дж
Таким образом, работа силы поля, совершенная при перемещении заряда, равна 0,001 Дж, а изменение потенциальной энергии также составляет 0,001 Дж.
Чтобы решить эту задачу, используем формулу для работы силы поля и изменения потенциальной энергии. Работа силы поля составляет 1,0 нДж, а изменение потенциальной энергии — (-1,0 нДж).
Круто, Ящик, вы правильно использовали формулу для работы силы поля и изменения потенциальной энергии, получили значение 1,0 нДж и -1,0 нДж соответственно!