4つの電荷が5 cmの辺を持つ正方形の頂点に配置されます。電荷は以下のとおりです。1、-1、2 -2 xx 10 ^( - 8)C.円の中心にある電場は何ですか?

4つの電荷が5 cmの辺を持つ正方形の頂点に配置されます。電荷は以下のとおりです。1、-1、2 -2 xx 10 ^( - 8)C.円の中心にある電場は何ですか?
Anonim

回答:

#vec(E _( "Net"))= 7.19xx10 ^ 4 * sqrt(2)j = 1.02xx10 ^ 5j#

説明:

私たちが最初に物理学に焦点を合わせるならば、これは容易に解決することができます。だから何ここの物理学ですか?

それでは、正方形の左上隅と右下隅を見てみましょう(#q_2とq_4#)両方の電荷は中心から等しい距離にあり、したがって中心の正味の場は次の単一電荷qに等しい。 #-10 ^ 8 C# 右下にあります。と同様の議論 #q_1とq_3# その結論に至る #q_1とq_3# 一回の充電で置き換えることができます #10 ^ -8 C# 右上にあります。

それでは、分離距離を調べましょう。 #r#.

#r = a / 2 sqrt(2); r ^ 2 = a ^ 2/2#

場の大きさは次式で与えられます。

#| E_q | = kq / r ^ 2 _(r ^ 2 = a ^ 2/2)= 2(kq)/ a ^ 2#

そして #q 2q。 | E_(2q)| = 2 | E_q | = 4(kq)/ a ^ 2#

#vec(E _( "tot"))= E(q)(色(青)(cos(-45)i + sin(-45)j)))+ 2(色(赤)(cos(45)i sin(45)j)) (色(緑)(cos(225)i sin(225)j)) 2(色(紫)(cos(135)i sin(135)j))] =#

#vec(E _( "Net"))= E_(q)(色(青)(sqrt(2)/ 2i - sqrt(2)/ 2j))+ 2(色(赤)(sqrt(2)/) 2 i + sqrt(2)/ 2)j))+(色(緑)( - sqrt(2)/ 2 i - sqrt(2)/ 2j))+ 2(色(紫)( - sqrt(2)) / 2 i + sqrt(2)/ 2j))# iコンポーネントはキャンセルされ、次のものが残ります。 #vec(E _( "Net"))= E(q)* sqrt(2)j#

計算する #E_(q) 2(kq)/ a 2。 k = 8.99xx10 ^ 9。 q 10 ^ 8; a ^ 2 =(5/100)^ 2#

#E_(q)= 2 *(8.99xx10 ^ 9 * 10 ^ -8)/(5/100)^ 2 = 7.19xx10 ^ 4 N / C#

#vec(E _( "Net"))= 7.19xx10 ^ 4 * sqrt(2)j = 1.02xx10 ^ 5j#