Štyri náboje sú umiestnené na vrchole štvorca so stranou 5 cm. Poplatky sú: 1, -1, 2 -2 xx 10 ^ (- 8) C. Čo je elektrické pole v strede kruhu?

Štyri náboje sú umiestnené na vrchole štvorca so stranou 5 cm. Poplatky sú: 1, -1, 2 -2 xx 10 ^ (- 8) C. Čo je elektrické pole v strede kruhu?
Anonim

odpoveď:

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

vysvetlenie:

To sa dá ľahko vyriešiť, ak sa najprv sústredíme na fyziku. Čo tu fyzika?

Pozrime sa v ľavom hornom rohu a pravom dolnom rohu námestia (# q_2 a q_4 #). Oba náboje sú v rovnakej vzdialenosti od stredu, takže čisté pole v strede je ekvivalentné jednému náboju q # -10 ^ 8 C # v pravom dolnom rohu. Podobné argumenty pre # q_1 a q_3 # viesť k záveru, že # q_1 a q_3 # môže byť nahradený jedným poplatkom # 10 ^ -8 C # v pravom hornom rohu.

Poďme finf vzdialenosť odlúčenia # R #.

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

Veľkosť poľa je daná hodnotou:

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

a pre # Q = 2q; | E_ (2Q) | = 2 | E_q | = 4 (kq) / a ^ 2 #

#vec (E _ ("tot")) = E_ (q) (farba (modrá) (cos (-45) i + sin (-45) j)) +2 (farba (červená) (cos (45) i + sin (45) j)) + (farba (zelená) (cos (225) i + sin (225) j)) + 2 (farba (fialová) (cos (135) i + sin (135) j)) = #

#vec (E _ ("Net")) = E_ (q) (farba (modrá) (sqrt (2) / 2i - sqrt (2) / 2j)) +2 (farba (červená) (sqrt (2) / 2 i + sqrt (2) / 2) j)) + (farba (zelená) (- sqrt (2) / 2 i - sqrt (2) / 2j) + 2 (farba (fialová) (- sqrt (2) / 2 i + sqrt (2) / 2j)) # komponent i sa zruší a my nám ostanú: #vec (E _ ("Sieť")) = E_ (q) * sqrt (2) j #

vypočítať #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 #