Форум сайта alsak.ru
Задачи и вопросы по физике => Электростатика => Электродинамика => Напряженность поля. Сила => : Антон Огурцевич 16 January 2018, 13:33
-
Задача № 4
Электрический диполь состоит из зарядов, равных 3,2∙10-6 Кл, находящихся друг от друга на расстоянии 0,8 мм. На расстоянии 29 см по линии, проходящей через ось диполя под углом в 37° с осью диполя, находится заряд, равный -5∙10-6 Кл. Чему равна сила, которая действует на этот заряд со стороны диполя? Указать направление этой силы. Сделать рисунок.
-
q1 = 3,2∙10-6 Кл
q2 = -5∙10-6 Кл
l = 0,8∙10-3 м
r = 0,29 м
φ= 370
Модуль силы, действующая на заряд в электрическом поле F = Eq1. Модуль напряженности поля диполя в произвольной точке определяется формулой \[ E = \frac{1}{{4\pi {\varepsilon _0}}}\frac{p}{{{r^3}}}\sqrt {1 + 3{{\cos }^2}\varphi } , \]
где р – электрический момент диполя (дипольный момент) р = ql, r – расстояние от центра диполя до точки, в которой определяется напряженность, φ- угол между осью диполя и направлением на данную точку. Тогда сила \[ \begin{array}{l}
F = \frac{1}{{4\pi {\varepsilon _0}}}\frac{{{q_1}{q_2} \cdot l}}{{{r^3}}}\sqrt {1 + 3{{\cos }^2}\theta } \\
F = \frac{1}{{4\pi \cdot 8,85 \cdot {{10}^{ - 12}}}} \cdot \frac{{3,2 \cdot {{10}^{ - 6}} \cdot 5 \cdot {{10}^{ - 6}} \cdot 0,8 \cdot {{10}^{ - 3}}}}{{{{0,29}^3}}}\sqrt {1 + 3{{\cos }^2}{{37}^0}} = 0,008\;H.
\end{array} \]
Сила, действующая на заряд в данной точке, совпадает по направлению с вектором напряженности, если заряд положительный и противоположна вектору напряженности, если заряд отрицательный, как в данной задаче.
Ответ: 8 мН.