Номер 1, страница 109 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 6. Электрический заряд. Электрическое поле. Параграф 30. Однородное электрическое поле. Работа сил однородного электрического поля. Задания и упражнения - номер 1, страница 109.

Условие.

1. В однородном электрическом поле, модуль напряжённости которого равен 1 кН/Кл, переместили заряд, равный по модулю $2 \cdot 10^{-9}$ Кл, в направлении силовой линии на 4 см. Найдите работу силы электростатического поля по перемещению заряда.

Решение.

Дано:

$E = 1$ кН/Кл

$q = 2 \cdot 10^{-9}$ Кл

$d = 4$ см

$E = 1 \text{ кН/Кл} = 1 \cdot 10^3 \text{ Н/Кл}$
$d = 4 \text{ см} = 0.04 \text{ м}$

Найти:

$\text{A}$ - ?

Решение:

Работа $\text{A}$ силы электростатического поля при перемещении заряда $\text{q}$ в однородном электрическом поле с напряжённостью $\text{E}$ на расстояние $\text{d}$ вычисляется по формуле:

$A = F \cdot d \cdot \cos(\alpha)$

где $\text{F}$ - сила, действующая на заряд со стороны поля, а $\alpha$ - угол между направлением силы и направлением перемещения.

Сила, действующая на заряд в электрическом поле, равна:

$F = q \cdot E$

Подставив выражение для силы в формулу работы, получим:

$A = q \cdot E \cdot d \cdot \cos(\alpha)$

По условию задачи, заряд перемещается в направлении силовой линии. Направление силовой линии совпадает с направлением вектора напряжённости $\text{E}$. Это означает, что векторы силы и перемещения сонаправлены, и угол $\alpha$ между ними равен $0^\circ$. Косинус этого угла $\cos(0^\circ) = 1$.

Таким образом, формула для работы принимает вид:

$A = q \cdot E \cdot d$

Подставим числовые значения величин, переведенные в систему СИ:

$A = (2 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}) \cdot (1 \cdot 10^3 \text{ Н/Кл}) \cdot (0.04 \text{ м})$

Выполним вычисления:

$A = (2 \cdot 1 \cdot 0.04) \cdot (10^{-9} \cdot 10^3) \text{ Дж} = 0.08 \cdot 10^{-6} \text{ Дж}$

Представим результат в стандартном виде:

$A = 8 \cdot 10^{-8} \text{ Дж}$

Ответ: работа силы электростатического поля по перемещению заряда равна $8 \cdot 10^{-8}$ Дж.