Четыре одинаковых по величине заряда по 10 нКл расположены в вершинах квадрата со стороной 10 см. Два заряда положительны, два - отрицательны. Найти энергию взаимодействия зарядов

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для нахождения энергии взаимодействия зарядов в данной задаче необходимо сначала найти силу, действующую между двумя зарядами.

Сила между двумя точечными зарядами определяется законом Кулона:
F = k |q1 q2| / r^2,

где F - сила взаимодействия, q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между зарядами, k - постоянная Кулона (8.9875 10^9 Нм^2/Кл^2).

Так как в нашем случае все заряды одинаковы по модулю, то сила между любыми двумя зарядами будет одинакова.

Теперь найдем работу W, совершаемую при перемещении зарядов на расстояние r друг от друга. Работа на перемещение заряда равна произведению силы на перемещение:
W = F * r,

где r - сторона квадрата, т.е. 0.1 м. Так как одно и то же действие совершается четырежды, общая работа для всех зарядов равна:
W = 4 F r.

Наконец, чтобы найти энергию взаимодействия, нужно учесть, что работа равна отрицательному значению потенциальной энергии:
E = -W,

где E - энергия взаимодействия.

В итоге, чтобы найти энергию взаимодействия зарядов, нужно подставить значение силы F и расстояние r в формулу W = 4 F r, а затем взять противоположный знак этой величины.