Естественные науки
потенциал поля и заряд
Два одинаковых металлических шарика радиусами 2.5 см на ходятся на расстоянии 1м и имеют потенциалы 1.2кВ и -1.2кВ. Каковы их заряды? Собственно, что не ясно: как они друг на друга влияют? потенциалы, которые даны, создаются ведь зарядами самих шаров, получается, что нам не нужен 1м? Ну и ответ конечный, тоже бы хотелось. У меня вышло 3.42*10^-9 Кл, что не верно.
В вашей задаче речь идет о заряженных металлических шариках конечного размера. В этом случае нельзя считать заряды точечными.
Для грубой оценки можно использовать такую схему. Поскольку заряды разных знаков, то центр распределения заряда в каждом из шариков сдвигается на расстояние d, по отношению к центру сферы.
После этого можно записать два уравнения:
φ(R+r)=Q/4π ε_0(r-d)-Q/4π ε_0(R-d-r)
φ(R-r)=Q/4π ε_0(r+d)-Q/4π ε_0(R-d+r)
Поскольку сферы металлические, то потенциал в любой точке один и тот же φ(R+r)= φ(R-r).
Для более точного расчета в этом случае лучше использовать метод зеркальных отображений
Для грубой оценки можно использовать такую схему. Поскольку заряды разных знаков, то центр распределения заряда в каждом из шариков сдвигается на расстояние d, по отношению к центру сферы.
После этого можно записать два уравнения:
φ(R+r)=Q/4π ε_0(r-d)-Q/4π ε_0(R-d-r)
φ(R-r)=Q/4π ε_0(r+d)-Q/4π ε_0(R-d+r)
Поскольку сферы металлические, то потенциал в любой точке один и тот же φ(R+r)= φ(R-r).
Для более точного расчета в этом случае лучше использовать метод зеркальных отображений
Потенциал заряженного шарика пропорционален его заряду, и формута там простая как валенок: φ = -q/(ε_o*R). Как видите, расстояние "при чём".
леонид забыл о 4пи в знаменателе. в данном случае лучше использовать k=1\4пи*эпсилон нулевое=9*10^9Нм^2/м^2. фи=kq/R. возможно в этой задаче 1м это растояние не между центрами шаров, а между поверхностями, тогда растояние между центрами, которое мы должны подставить в формулу равно R = 1м+2*0,025м=1,05м
q=фи*R/k
q=фи*R/k
Потенциал каждого из двух Ваших шариков складывается из потенциала, созданного зарядами, которые расположены на нем самом (он находится по формуле, приведенной Леонидом) , и теми, что расположены на втором шарике (чтобы его найти и нужно расстояние между шариками)
Заряд шарика обусловлен наличием в нём избытка (электронов) , которые из-за взаимного отталкивания растекутся по поверхности шарика. Следовательно при нахождении заряда по предложенной формуле нужно брать внутренний радиус шарика. Так как шарики находятся в зоне действия собственных полей, то и заряды, сконцентрированные на их поверхностях, из-за взаимного отталкивания будут концентрироваться на противоположных поверхностях шариков.
Похожие вопросы
- Про различие электромагнитных полей разноименных зарядов и про позитроны в ядре
- Можете объяснить про потенциал поля.
- Есть ли аналог потенциала электростатического поля в механике у гравитационного поля?
- Если существуют гравитационные поля, то можно ли говоить о гравитационных зарядах?
- E=F/q. Почему напряженность поля обратно пропорциональна заряду тела в поле?
- Люди, помогите составить отвлеченное что ли представление о таком понятии как потенциал эл. поля, разность потенциалов.
- Почему при перераспределении зарядов между двумя шарами, соединёнными проволокой, потенциалы шаров становятся равными?
- поле движущегося заряда.. . Вопрос как выглядит
- Закон кулона, почему после распределения заряда между двух одинаковых проводников электрическая сила увеличивается?
- Магнитное поле образуется движущимся зарядом?