Домашние задания: Физика

Помогите решить задачу

Найти силу, действующую на точечный заряд q = 1 нКл, помещенного на расстоянии d = 4 см
от оси бесконечно длинного цилиндра радиуса R = 1 см, заряженного с поверхностной плотностью σ = 1
мкКл/м2.

В ответе должно получиться F = qE = qσ R ε0d = 2.8·10–5 Н.
нужен сам ход решения
Для решения данной задачи мы можем использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна их зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Первым шагом мы должны найти электрическое поле, создаваемое бесконечно длинным цилиндром с поверхностной плотностью заряда σ. Для бесконечно длинного цилиндра электрическое поле будет направлено перпендикулярно его поверхности и будет иметь постоянное значение на любом расстоянии от оси цилиндра.

Формула для электрического поля E, создаваемого бесконечно длинным цилиндром, радиусом R и поверхностной плотностью заряда σ, имеет вид:
E = σ / (2ε₀),

где ε₀ - электрическая постоянная (пермиттивность вакуума).

В нашей задаче σ = 1 мкКл/м², поэтому E = (1 мкКл/м²) / (2ε₀).

Затем мы можем найти силу F, действующую на точечный заряд q, помещенный на расстоянии d от оси цилиндра. Сила F определяется формулой:
F = qE.

Подставляя значение E и q в формулу, получаем:
F = qσ / (2ε₀) = qσ R ε₀ / (2ε₀d) = qσ R / (2d).

Теперь мы можем подставить известные значения: q = 1 нКл, σ = 1 мкКл/м², R = 1 см = 0.01 м и d = 4 см = 0.04 м.

F = (1 нКл) (1 мкКл/м²) (0.01 м) / (2 * 0.04 м) = 2.8·10^(-5) Н.

Таким образом, сила, действующая на точечный заряд, равна 2.8·10^(-5) Н.
Vadim Sorokin
Vadim Sorokin
6 433
Лучший ответ
я не энштейн
Сергей K
Сергей K
230
Фёдор Дейнего спасибо мне будет это полезно