Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 3762
2017-07-12 
Расположение точечных зарядов $q_{1} = 10 мкКл, Q = 100 мкКл, q_{2} = 25 мкКл$ показано на рисунке. Расстояние между зарядами $q_{1}$ и $Q$ равно $r_{1} = 3 см$, а между $q_{2}$ и $Q$ расстояние $r_{2} = 5 см$. Какую минимальную работу необходимо совершить, чтобы заряды $q_{1}$ и $q_{2}$ поменять местами? Заряды — точечные.
Решение:
Потенциальные энергии системы зарядов в начальном $W_{н}$ и конечном $W_{к}$ состояниях равны соответственно
$W_{н} = k \left ( \frac{q_{1}q_{2}}{r_{1} + r_{2}} + \frac{q_{1}Q}{r_{1}} + \frac{q_{2}Q}{r_{2}} \right )$
$W_{к} = k \left ( \frac{q_{1}q_{2}}{r_{1} + r_{2}} + \frac{q_{1}Q}{r_{2}} + \frac{q_{2}Q}{r_{1}} \right )$
Минимальная работа, которую необходимо совершить, чтобы поменять заряды $q_{1}$ и $q_{2}$ местами, равна разности потенциальных энергий конечного и начального состояний:
$A = \Delta W = \frac{k (q_{1} - q_{2})Q(r_{1} - r_{2})}{r_{1}r_{2}} = + 90 Дж$.
Расположение точечных зарядов $q_{1} = 10 мкКл, Q = 100 мкКл, q_{2} = 25 мкКл$ показано на рисунке. Расстояние между зарядами $q_{1}$ и $Q$ равно $r_{1} = 3 см$, а между $q_{2}$ и $Q$ расстояние $r_{2} = 5 см$. Какую минимальную работу необходимо совершить, чтобы заряды $q_{1}$ и $q_{2}$ поменять местами? Заряды — точечные.
Решение:
Потенциальные энергии системы зарядов в начальном $W_{н}$ и конечном $W_{к}$ состояниях равны соответственно
$W_{н} = k \left ( \frac{q_{1}q_{2}}{r_{1} + r_{2}} + \frac{q_{1}Q}{r_{1}} + \frac{q_{2}Q}{r_{2}} \right )$
$W_{к} = k \left ( \frac{q_{1}q_{2}}{r_{1} + r_{2}} + \frac{q_{1}Q}{r_{2}} + \frac{q_{2}Q}{r_{1}} \right )$
Минимальная работа, которую необходимо совершить, чтобы поменять заряды $q_{1}$ и $q_{2}$ местами, равна разности потенциальных энергий конечного и начального состояний:
$A = \Delta W = \frac{k (q_{1} - q_{2})Q(r_{1} - r_{2})}{r_{1}r_{2}} = + 90 Дж$.
