Два точечных заряда q1=10 мкКл и q2=5 мкКл находятся на расстоянии 50 см друг от друга. Какую работу совершают электрические силы при удалении зарядов на бесконечно большое расстояние?
где ( W ) - работа электрических сил, ( k ) - постоянная Кулона (( 8.99 \cdot 10^9 \, Н \cdot м^2/Кл^2 )), ( q1, q2 ) - величины зарядов, ( r_i ) - начальное расстояние между зарядами, ( r_f ) - конечное расстояние между зарядами.
В данном случае, заряды перемещаются на бесконечно большое расстояние, так что конечное расстояние равно бесконечности, а начальное расстояние равно 50 см = 0,5 м.
Подставляя в формулу данные и раскрывая выражение, получаем:
Таким образом, электрические силы при удалении зарядов на бесконечно большое расстояние совершают работу величиной ( -4.495 \cdot 10^{13} \, Дж ). Отрицательное значение работы указывает на то, что внешние силы должны совершать работу, чтобы переместить заряды на бесконечное расстояние.
Для расчета работы, совершаемой электрическими силами при перемещении зарядов на бесконечно большое расстояние, можно использовать формулу:
( W = \frac{k \cdot q1 \cdot q2}{r_f} - \frac{k \cdot q1 \cdot q2}{r_i} ),
где
( W ) - работа электрических сил,
( k ) - постоянная Кулона (( 8.99 \cdot 10^9 \, Н \cdot м^2/Кл^2 )),
( q1, q2 ) - величины зарядов,
( r_i ) - начальное расстояние между зарядами,
( r_f ) - конечное расстояние между зарядами.
В данном случае, заряды перемещаются на бесконечно большое расстояние, так что конечное расстояние равно бесконечности, а начальное расстояние равно 50 см = 0,5 м.
Подставляя в формулу данные и раскрывая выражение, получаем:
( W = \frac{8.99 \cdot 10^9 \cdot 10 \cdot 5}{\infty} - \frac{8.99 \cdot 10^9 \cdot 10 \cdot 5}{0.5} = 0 - 8.99 \cdot 10^{11} \cdot 10 \cdot 5 = -4.495 \cdot 10^{13} \, Дж ).
Таким образом, электрические силы при удалении зарядов на бесконечно большое расстояние совершают работу величиной ( -4.495 \cdot 10^{13} \, Дж ). Отрицательное значение работы указывает на то, что внешние силы должны совершать работу, чтобы переместить заряды на бесконечное расстояние.