Номер 4, страница 395 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Авторы: Касьянов В. А.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2021 - 2025
Уровень обучения: углублённый
Цвет обложки: белый самолет и молнии изображены
ISBN: 978-5-09-103621-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
Задачи. Параграф 84. Работа сил электростатического поля. 15. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов. Электростатика - номер 4, страница 395.
№4 (с. 395)
Условие. №4 (с. 395)
скриншот условия

4. Система, состоящая из двух положительных точечных зарядов, обладает потенциальной энергией $W_1 = 6 \cdot 10^{-4} \text{ Дж}$. Какой потенциальной энергией будет обладать эта система зарядов, если расстояние между ними увеличить втрое по сравнению с первоначальным? Какую работу совершат силы электростатического поля при удалении зарядов друг от друга на расстояние, втрое большее первоначального?
Решение. №4 (с. 395)
Дано:
Начальная потенциальная энергия системы: $W_1 = 6 \cdot 10^{-4}$ Дж
Начальное расстояние между зарядами: $r_1$
Конечное расстояние между зарядами: $r_2 = 3r_1$
Все данные уже в системе СИ.
Найти:
Конечную потенциальную энергию системы $W_2$
Работу сил электростатического поля $A$
Решение:
Какой потенциальной энергией будет обладать эта система зарядов, если расстояние между ними увеличить втрое по сравнению с первоначальным?
Потенциальная энергия $W$ системы двух точечных зарядов $q_1$ и $q_2$, находящихся на расстоянии $r$ друг от друга, определяется по формуле:
$W = k \frac{q_1 q_2}{r}$
Из формулы видно, что потенциальная энергия обратно пропорциональна расстоянию между зарядами ($W \sim \frac{1}{r}$).
Для начального состояния системы имеем:
$W_1 = k \frac{q_1 q_2}{r_1}$
Для конечного состояния, когда расстояние увеличилось втрое ($r_2 = 3r_1$), потенциальная энергия будет равна:
$W_2 = k \frac{q_1 q_2}{r_2} = k \frac{q_1 q_2}{3r_1} = \frac{1}{3} \left( k \frac{q_1 q_2}{r_1} \right)$
Поскольку выражение в скобках равно начальной потенциальной энергии $W_1$, получаем:
$W_2 = \frac{W_1}{3}$
Подставим числовое значение $W_1$:
$W_2 = \frac{6 \cdot 10^{-4} \text{ Дж}}{3} = 2 \cdot 10^{-4}$ Дж
Ответ: Потенциальная энергия системы станет равной $2 \cdot 10^{-4}$ Дж.
Какую работу совершат силы электростатического поля при удалении зарядов друг от друга на расстояние, втрое большее первоначального?
Работа $A$, совершаемая силами электростатического поля, равна изменению потенциальной энергии системы, взятому с противоположным знаком:
$A = - \Delta W = - (W_2 - W_1) = W_1 - W_2$
Подставим известные значения начальной и конечной потенциальной энергии:
$A = 6 \cdot 10^{-4} \text{ Дж} - 2 \cdot 10^{-4} \text{ Дж} = 4 \cdot 10^{-4}$ Дж
Так как заряды положительные, они отталкиваются, и при их удалении друг от друга силы поля совершают положительную работу.
Ответ: Силы электростатического поля совершат работу $4 \cdot 10^{-4}$ Дж.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 4 расположенного на странице 395 к учебнику 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №4 (с. 395), автора: Касьянов (Валерий Алексеевич), ФГОС (старый) углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.