Négy töltés kerül elhelyezésre a négyzet csúcsain 5 cm-es oldallal. A díjak az alábbiak: 1, -1, 2 -2 xx 10 ^ (- 8) C. Mi az elektromos mező a kör közepén?

Négy töltés kerül elhelyezésre a négyzet csúcsain 5 cm-es oldallal. A díjak az alábbiak: 1, -1, 2 -2 xx 10 ^ (- 8) C. Mi az elektromos mező a kör közepén?
Anonim

Válasz:

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

Magyarázat:

Ez könnyen megoldható, ha először a fizikára koncentrálunk. Mi a fizika itt?

Hát nézzünk a tér bal felső sarkában és jobb alsó sarkában (# q_2 és q_4 #). Mindkét díj egyenlő távolságra van a központtól, így a középpontban lévő nettó mező egyenértékű egyetlen töltéssel q # -10 ^ 8 C # jobb alsó sarokban. Hasonló érvek: # q_1 és q_3 # arra a következtetésre jut, hogy # q_1 és q_3 # helyettesíthető egyetlen díjjal # 10 ^ -8 C # jobb felső sarokban.

Most vesszük végig az elválasztás távolságát # R #.

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

A mező nagyságát:

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

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

#vec (E _ ("tot")) = E_ (q) (szín (kék) (cos (-45) i + sin (-45) j)) +2 (szín (piros) (cos (45) i + sin (45) j)) + (szín (zöld) (cos (225) i + sin (225) j)) + 2 (szín (lila) (cos (135) i + sin (135) j)) = #

#vec (E _ ("Net")) = E_ (q) (szín (kék) (sqrt (2) / 2i - sqrt (2) / 2j) +2 (szín (piros) (sqrt (2) / 2 i + sqrt (2) / 2) j)) + (szín (zöld) (- sqrt (2) / 2 i - sqrt (2) / 2j) + 2 (szín (lila) (- sqrt (2) / 2 i + sqrt (2) / 2j)) # az i összetevő lemond, és mi maradunk: #vec (E _ ("Net")) = E_ (q) * sqrt (2) j #

Kiszámít #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 #