Номер 3, страница 76 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава II. Электростатика. Параграф 12. Закон Кулона - номер 3, страница 76.

Условие.

3. На рисунке 60 показан заряженный шарик. В какой точке (A, B, C, D, K) на внесённый точечный положительный заряд будет действовать наибольшая сила; наименьшая сила? В каких точках действующие силы одинаковы?

Рис. 60. К вопросу 3

Решение.

Решение

Сила взаимодействия между заряженным шариком и внесённым точечным положительным зарядом определяется законом Кулона. Величина этой силы $\text{F}$ вычисляется по формуле:

$F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$

где $\text{k}$ — коэффициент пропорциональности, $q_1$ — заряд шарика, $q_2$ — внесённый точечный заряд, а $\text{r}$ — расстояние между ними.

В условиях задачи заряды $q_1$ и $q_2$ являются постоянными величинами, поэтому сила взаимодействия $\text{F}$ зависит только от расстояния $\text{r}$ между зарядами. Из формулы следует, что сила обратно пропорциональна квадрату расстояния ($F \propto \frac{1}{r^2}$). Это означает, что чем меньше расстояние между зарядами, тем больше сила взаимодействия, и наоборот, чем больше расстояние, тем сила меньше.

Проанализируем расстояния от центрального заряда до точек, показанных на рисунке:

Расстояние до точки A ($r_A$) является наименьшим.

Точки B, C и D лежат на одной окружности, в центре которой находится заряд, следовательно, расстояния до них одинаковы ($r_B = r_C = r_D$).

Расстояние до точки K ($r_K$) является наибольшим.

Таким образом, расстояния можно упорядочить следующим образом: $r_A < r_B = r_C = r_D < r_K$.

Наибольшая сила

Наибольшая сила будет действовать в точке с наименьшим расстоянием до центрального заряда. Согласно анализу рисунка, это точка A.

Ответ: Наибольшая сила будет действовать в точке A.

Наименьшая сила

Наименьшая сила будет действовать в точке с наибольшим расстоянием до центрального заряда. На рисунке это точка K.

Ответ: Наименьшая сила будет действовать в точке K.

Одинаковые силы

Силы будут одинаковы по величине в тех точках, которые находятся на одинаковом расстоянии от заряда. Точки B, C и D равноудалены от центрального заряда, так как лежат на одной окружности. Следовательно, в этих точках действующие на заряд силы будут одинаковы по модулю.

Ответ: Силы одинаковы в точках B, C и D.