Автор Тема: Найти энергию электростатического взаимодействия четырёх положительных зарядов  (Прочитано 658 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Антон Огурцевич

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2400
  • Рейтинг: +5/-0
  • Пространство переходит во время, как тело в душу.
Задача № 3
Найти энергию электростатического взаимодействия четырёх положительных зарядов, равных 2,3∙10-6 Кл, расположенных в вершинах квадрата со стороной 4 см. Относительная диэлектрическая проницаемость среды равна 3. Объяснить смысл знака энергии. Сделать рисунок.

Оффлайн Gala

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 97
  • Рейтинг: +0/-0
Энергия системы зарядов равна сумме потенциальных энергий взаимодействия зарядов  \[ W = \frac{{{q_1}{q_2}}}{{4\pi \varepsilon {\varepsilon _0}r}} \]
В данном случае – все заряды одинаковые и находятся на равных расстояниях r = 0,04 м друг от друга, следовательно \[ W = 4 \cdot \frac{{{q^2}}}{{4\pi \varepsilon {\varepsilon _0}r}} = 4 \cdot \frac{{{{\left( {2,3 \cdot {{10}^{ - 6}}} \right)}^2}}}{{4\pi  \cdot 3 \cdot 8,85 \cdot {{10}^{ - 12}} \cdot 0,04}} = 0,7. \]
Смысл знака потенциальной энергии взаимодействия: если принять потенциальную энергию равной нулю в бесконечности, то при отталкивании зарядов одного знака электрическое поле совершит положительную работу, то есть система способна совершить работу, поэтому ее энергия положительна и уменьшится до нуля при удалении зарядов в бесконечность.
Если заряды противоположных знаков, то они притягиваются,  и  для того, чтобы уменьшить энергию системы до нуля, то есть развести заряды на бесконечно большое расстояние, положительную работу должны совершать внешние силы, а энергия системы должна возрастать – следовательно она отрицательна и возрастет до нуля под действием внешних сил.
Ответ: 0,7 Дж.
« Последнее редактирование: 22 Января 2018, 06:45 от alsak »