Fire ladninger er plassert ved tverrsnittene på torget med en side på 5 cm. Prisene er: 1, -1, 2 -2 xx 10 ^ (- 8) C. Hva er det elektriske feltet i midten av sirkelen?

Fire ladninger er plassert ved tverrsnittene på torget med en side på 5 cm. Prisene er: 1, -1, 2 -2 xx 10 ^ (- 8) C. Hva er det elektriske feltet i midten av sirkelen?
Anonim

Svar:

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

Forklaring:

Dette kan løses lett hvis vi fokuserer på fysikken først. Så hva fysikken her?

Vel, la oss se øverst til venstre og nederste høyre hjørne av torget (# q_2 og q_4 #). Begge kostnadene ligger like langt fra senteret, slik at nettfeltet i senteret tilsvarer en enkelt ladning q av # -10 ^ 8 C # nederst til høyre. Lignende argumenter for # q_1 og q_3 # føre til konklusjonen at # q_1 og q_3 # kan erstattes av en enkelt ladning av # 10 ^ -8 C # øverst til høyre.

La oss nå finne avstanden til separasjon # R #.

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

Feltstørrelsen er gitt av:

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

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

#vec (E _ ("tot")) = E_ (q) (farge (blå) (cos (-45) i + sin (-45) j)) +2 + sin (45) j)) + (farge (grønn) (cos (225) i + sin (225) j)) + 2 = #

#2 (2) / 2i - sqrt (2) / 2j)) +2 (farge (rød) (sqrt (2) / 2 i + sqrt (2) / 2 j)) + (farge (grønn) (- sqrt (2) / 2 i - sqrt (2) / 2j)) + 2 / 2 i + sqrt (2) / 2j)) # I-komponenten avbryter og vi er igjen med: #vec (E _ ("Net")) = E_ (q) * sqrt (2) j #

Compute #E_ (q) = 2 (KQ) / a ^ 2; k = 8,99xx10 ^ 9; q = 10 ^ -8; en ^ 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 #