Номер 2, страница 324 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Основы электродинамики. Глава 12. Разность потенциалов. Энергия электростатического поля. Параграф 58. Потенциал электростатического поля и разность потенциалов. Задания и упражнения - номер 2, страница 324.

Условие.

2. Точечный заряд $q = 4$ нКл переместили из точки, потенциал которой $\varphi_1 = 40$ В, в точку, потенциал которой $\varphi_2 = -60$ В. Какую работу совершили силы однородного электростатического поля над этим зарядом?

Решение.

Дано:

$q = 4 \text{ нКл}$
$\varphi_1 = 40 \text{ В}$
$\varphi_2 = -60 \text{ В}$

$q = 4 \text{ нКл} = 4 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}$

Найти:

$\text{A}$

Решение:

Работа, совершаемая силами электростатического поля при перемещении заряда $\text{q}$ из точки с потенциалом $\varphi_1$ в точку с потенциалом $\varphi_2$, вычисляется по формуле, связывающей работу с разностью потенциалов:

$A = q(\varphi_1 - \varphi_2)$

В этой формуле $\text{A}$ — работа поля, $\text{q}$ — величина перемещаемого заряда, $\varphi_1$ — потенциал начальной точки, $\varphi_2$ — потенциал конечной точки.

Подставим числовые значения из условия задачи в эту формулу:

$A = 4 \cdot 10^{-9} \text{ Кл} \cdot (40 \text{ В} - (-60 \text{ В}))$

Выполним вычисления в скобках:

$40 \text{ В} - (-60 \text{ В}) = 40 \text{ В} + 60 \text{ В} = 100 \text{ В}$

Теперь вычислим работу:

$A = 4 \cdot 10^{-9} \text{ Кл} \cdot 100 \text{ В} = 400 \cdot 10^{-9} \text{ Дж}$

Представим результат в стандартном виде:

$A = 4 \cdot 10^{-7} \text{ Дж}$

Также, работу можно выразить в других единицах, например, в микроджоулях (мкДж): $1 \text{ мкДж} = 10^{-6} \text{ Дж}$.

$A = 0,4 \cdot 10^{-6} \text{ Дж} = 0,4 \text{ мкДж}$.

Ответ: $4 \cdot 10^{-7}$ Дж.