Номер 6, страница 24, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 6. Электрические явления. Параграф 39. Электрическое поле. Напряжённость — силовая характеристика электрического поля - номер 6, страница 24.

Условие.

6. Изобразите на рис. 11 (см. задачу 5) синим карандашом направление вектора напряжённости электрического поля, созданного зарядом 1 в точке нахождения заряда 2.

Точечные заряды $q_1$ и $q_2$	Выражение для расчёта значения $\text{F}$ силы Кулона, действующей на заряд 2 со стороны заряда 1	Выражения для расчёта значения напряжённости поля, созданного зарядом $q_1$ в точке, где находится заряд $q_2: \frac{F}{q_2}$
а $-Q$ $-q$ $\text{X}$ $1 \text{ М}$
б $-Q$ $\text{q}$ $\text{X}$ $1 \text{ М}$
в $\text{Q}$ $\text{q}$ $\text{X}$ $1 \text{ М}$
г $\text{Q}$ $-q$ $\text{X}$ $1 \text{ М}$

Рис. 11

Решение.

Дано:

Рассматриваются четыре случая взаимодействия двух точечных зарядов $q_1$ и $q_2$, расположенных на расстоянии $\text{r}$ друг от друга. Все данные уже представлены в системе СИ (расстояние в метрах).

Расстояние между зарядами: $r = 1$ м.

Величины зарядов для каждого случая:

а) $q_1 = -Q$, $q_2 = -q$

б) $q_1 = -Q$, $q_2 = q$

в) $q_1 = Q$, $q_2 = q$

г) $q_1 = Q$, $q_2 = -q$

Здесь $Q > 0$ и $q > 0$ — положительные величины, представляющие модули зарядов.

Найти:

Для каждого из четырёх случаев (а, б, в, г) необходимо определить:

1. Выражение для расчёта значения (модуля) $\text{F}$ силы Кулона, действующей на заряд $q_2$ со стороны заряда $q_1$.

2. Выражение для расчёта значения (модуля) напряжённости электрического поля $\text{E}$, созданного зарядом $q_1$ в точке, где находится заряд $q_2$.

3. Направление вектора напряжённости электрического поля $\vec{E}$, созданного зарядом $q_1$ в точке нахождения заряда $q_2$.

Решение:

Для решения задачи будем использовать основные формулы и принципы электростатики.

Модуль силы Кулона $\text{F}$ между двумя точечными зарядами определяется по закону Кулона:

$F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$, где $\text{k}$ — коэффициент пропорциональности в законе Кулона.

Модуль напряжённости электрического поля $\text{E}$, создаваемого точечным зарядом $q_1$ на расстоянии $\text{r}$, вычисляется по формуле:

$E = k \frac{|q_1|}{r^2}$

Направление вектора напряжённости $\vec{E}$ зависит от знака заряда-источника $q_1$:

• Если заряд-источник ($q_1$) положительный, вектор $\vec{E}$ направлен от него.

• Если заряд-источник ($q_1$) отрицательный, вектор $\vec{E}$ направлен к нему.

Во всех рассматриваемых случаях расстояние $r = 1$ м, поэтому $r^2 = 1^2 = 1$ м$^2$. Формулы для модулей силы и напряжённости упрощаются до $F = k |q_1 q_2|$ и $E = k |q_1|$.

Рассмотрим каждый случай по отдельности.

a

Заряды: $q_1 = -Q$, $q_2 = -q$.

Выражение для расчёта модуля силы Кулона: $F = k \frac{|(-Q)(-q)|}{1^2} = kQq$.

Выражение для расчёта модуля напряжённости поля: $E = k \frac{|-Q|}{1^2} = kQ$.

Направление вектора напряжённости $\vec{E}$: так как заряд $q_1 = -Q$ является отрицательным, вектор напряжённости создаваемого им поля направлен к нему, то есть влево.

Ответ: Выражение для силы: $F = kQq$. Выражение для напряжённости: $E = kQ$. Направление вектора $\vec{E}$: влево.

б

Заряды: $q_1 = -Q$, $q_2 = q$.

Выражение для расчёта модуля силы Кулона: $F = k \frac{|(-Q)(q)|}{1^2} = kQq$.

Выражение для расчёта модуля напряжённости поля: $E = k \frac{|-Q|}{1^2} = kQ$.

Направление вектора напряжённости $\vec{E}$: так как заряд $q_1 = -Q$ является отрицательным, вектор напряжённости создаваемого им поля направлен к нему, то есть влево.

Ответ: Выражение для силы: $F = kQq$. Выражение для напряжённости: $E = kQ$. Направление вектора $\vec{E}$: влево.

в

Заряды: $q_1 = Q$, $q_2 = q$.

Выражение для расчёта модуля силы Кулона: $F = k \frac{|(Q)(q)|}{1^2} = kQq$.

Выражение для расчёта модуля напряжённости поля: $E = k \frac{|Q|}{1^2} = kQ$.

Направление вектора напряжённости $\vec{E}$: так как заряд $q_1 = Q$ является положительным, вектор напряжённости создаваемого им поля направлен от него, то есть вправо.

Ответ: Выражение для силы: $F = kQq$. Выражение для напряжённости: $E = kQ$. Направление вектора $\vec{E}$: вправо.

г

Заряды: $q_1 = Q$, $q_2 = -q$.

Выражение для расчёта модуля силы Кулона: $F = k \frac{|(Q)(-q)|}{1^2} = kQq$.

Выражение для расчёта модуля напряжённости поля: $E = k \frac{|Q|}{1^2} = kQ$.

Направление вектора напряжённости $\vec{E}$: так как заряд $q_1 = Q$ является положительным, вектор напряжённости создаваемого им поля направлен от него, то есть вправо.

Ответ: Выражение для силы: $F = kQq$. Выражение для напряжённости: $E = kQ$. Направление вектора $\vec{E}$: вправо.