какое направление имеет вектор напряженности в точке о создаваемый двумя разноименными зарядами

Какое направление имеет вектор напряженности электрического поля, созданного двумя одинаковыми разноименными зарядами в точке О (см. рисунок)?

Принцип суперпозиции полей
Векторная сумма
Eр=Е(+)+Е(-)

Eр красный
Е(+) зеленый
Е(-) синий

cмотри приложенный рисунок.

p(вода)=1000 кг/м^3 (Плотность воды).

p(керосин)=800 кг/м^3. (Плотность керосина).

____________
Решение:
Общее давление жидкостей на дно сосуда равно:

По условию задачи, объем жидкостей в сосуде одинаков, следовательно высота столбиков воды и керосина тоже одинакова. (Согласно формуле: )

h1+h1=h;\\ 2h1=h;\\ h1=\frac<2>; h2=\frac<2>;\\» alt=»h1=h2;\\ h1+h2=h;—-> h1+h1=h;\\ 2h1=h;\\ h1=\frac<2>; h2=\frac<2>;\\» align=»absmiddle» >

Теперь запишем формулу гидростатического давления:

Учтем что, h1=h/2;h2=h/2; (Доказано выше).

Теперь найдем их общее давление подставив данные значения в самую первую формулу:

Подставляем числа, и считаем:
P=0,2/2*10*(1000+800)=0,1*10*1800=1*1800=1800 Па.

Источник

Вектор напряженности электрического поля созданного двумя зарядами

Задание 13. Какое направление (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) имеет вектор напряжённости электрического поля, созданного двумя равными положительными зарядами в точке О, равноудалённой от зарядов (см. рисунок)? Ответ запишите словом (словами).

Вектор напряженности электрического поля исходит из положительного заряда и входит в отрицательный заряд. Величина вектора напряженности пропорциональна заряду и обратно пропорциональна квадрату расстояния от заряда. В точке О величины векторов напряженности, создаваемые зарядами +q и +q будут равны, а результирующий вектор напряженности будет направлен вправо как это показано на рисунке ниже (синяя линия).

По теории близкодействия взаимодействия между заряженными телами, удаленными друг от друга, происходит с помощью электромагнитных полей, создаваемых этими телами в окружающем их пространстве. Если поле было создано неподвижными частицами, то его относят к электростатическому. Когда происходят изменения во времени, получает название стационарного. Электростатическое поле является стационарным. Оно считается частным случаем электромагнитного поля.

Характеристика электрического поля

Силовая характеристика электрического поля – вектор напряженности, который можно найти по формуле:

У напряженности электростатического поля нет зависимости от времени. Когда она во всех точках поля одинакова, тогда поле называют однородным. В другом случае – неоднородным.

Силовые линии

Чтобы изобразить электростатические поля графически, необходимо задействовать понятие силовых линий.

Силовые линии – это линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлениями векторов напряженности в этих точках.

Такие линии в электростатическом поле разомкнутые. Они начинаются на положительных зарядах и заканчивают на отрицательных. Реже уходят в бесконечность или возвращаются из нее. Силовые линии поля не могу пересекаться.

Вектор напряженности электрического поля подчиняется принципу суперпозиции, а именно:

Результирующий вектор напряженности сводится к нахождению векторной суммы напряженностей, составляющих его «отдельные» поля. При распределении непрерывного заряда, поиск суммарной напряженности поля производится по формуле:

Интегрирование по объему выполняется, если имеется объемное распределение заряда:

Что называется напряженностью электрического поля

Напряженность поля в диэлектрике равняется векторной сумме напряженностей полей, которые создают свободные E 0 → и связанные E p → заряды:

Зачастую бывают случаи, когда диэлектрик изотропный. Тогда запись напряженности поля имеет вид:

Отсюда следует, что по выражению E → = E 0 → ε имеется однородный изотропный диэлектрик с напряженностью электрического поля в ε меньше, чем в вакууме.

Напряженность электростатического поля системы точечных зарядов равняется:

В системе СГС напряженность поля точечного заряда в вакууме:

Решение

Проекция вектора d E → на ось О х составит:

Произведем выражение d q через линейную плотность заряда τ :

Необходимо использовать d q = τ d l = τ · 2 πRdR для преобразования d E x = d E cos φ = d q cos φ R 2 :

Перейдем к проекции вектора напряженности на О у :

Следует проинтегрировать с изменяющимся углом π 2 ≤ φ ≤ 0 :

Решение

Элементарная напряженность поля точечного заряда в системе С И :

Необходимо спроецировать вектор напряженности на О х :

Произведем выражение заряда через поверхностную плотность заряда:

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ.

Электрический заряд q — физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитного взаимодействия.

Атомы состоят из ядер и электронов. В состав ядра входят положительно заряженные протоны и не имеющие заряда нейтроны. Электроны несут отрицательный заряд. Количество электронов в атоме равно числу протонов в ядре, поэтому в целом атом нейтрален.

Точечный электрический заряд — заряженное тело, размеры которого во много раз меньше расстояния до другого наэлектризованного тела, взаимодействующего с ним.

Два неподвижных точечных электрических заряда в вакууме взаимодействуют с силами, направленными по прямой, соединяющей эти заряды; модули этих сил прямо пропорциональны произведению зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

где — электрическая постоянная.

где ₁₂ — сила, действующая со стороны второго заряда на первый, а ₂₁ — со стороны первого на второй.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. НАПРЯЖЕННОСТЬ

Факт взаимодействия электрических зарядов на расстоянии можно объяснить наличием вокруг них электрического поля — материального объекта, непрерывного в пространстве и способного действовать на другие заряды.

Поле неподвижных электрических зарядов называют электростатическим.

Характеристикой поля является его напряженность.

Напряженность электрического поля в данной точке — это вектор, модуль которого равен отношению силы, действующей на точечный положительный заряд, к величине этого заряда, а направление совпадает с направлением силы.

Напряженность поля точечного заряда Q на расстоянии r от него равна

Принцип суперпозиции полей

Напряженность поля системы зарядов равна векторной сумме напряженностей полей каждого из зарядов системы:

Диэлектрическая проницаемость среды равна отношению напряженностей поля в вакууме и в веществе:

Напряженность поля на расстоянии r от заряда Q равна

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО ТЕЛА В ОДНОРОДНОМ ЭЛЕКТРО-СТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ

Эта работа не зависит от формы траектории, то есть при перемещении заряда q вдоль произвольной линии L работа будет такой же.

Работа электростатического поля по перемещению заряда не зависит от формы траектории, а определяется исключительно начальным и конечным состояниями системы. Она, как и в случае с полем сил тяжести, равна изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком:

Из сравнения с предыдущей формулой видно, что потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом поле равна:

Потенциальная энергия зависит от выбора нулевого уровня и поэтому сама по себе не имеет глубокого смысла.

ПОТЕНЦИАЛ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ И НАПРЯЖЕНИЕ

Потенциальным называется поле, работа которого при переходе из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории. Потенциальными являются поле силы тяжести и электростатическое поле.

Работа, совершаемая потенциальным полем, равна изменению потенциальной энергии системы, взятой с противоположным знаком:

Потенциал — отношение потенциальной энергии заряда в поле к величине этого заряда:

Потенциал однородного поля равен

где d — расстояние, отсчитываемое от некоторого нулевого уровня.

Потенциальная энергия взаимодействия заряда q с полем равна .

Поэтому работа поля по перемещению заряда из точки с потенциалом φ₁ в точку с потенциалом φ₂ составляет:

Величина называется разностью потенциалов или напряжением.

Напряжение или разность потенциалов между двумя точками — это отношение работы электрического поля по перемещению заряда из начальной точки в конечную к величине этого заряда:

НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ И РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ

При перемещении заряда q вдоль силовой линии электрического поля напряженностью на расстояние Δ d поле совершает работу

Так как по определению, то получаем:

Отсюда и напряженность электрического поля равна

Итак, напряженность электрического поля равна изменению потенциала при перемещении вдоль силовой линии на единицу длины.

Если положительный заряд перемещается в направлении силовой линии, то направление действия силы совпадает с направлением перемещения, и работа поля положительна:

Тогда , то есть напряженность направлена в сторону убывания потенциала.

Напряженность измеряют в вольтах на метр:

Напряженность поля равна 1 В/м, если напряжение между двумя точками силовой линии, расположенными на расстоянии 1 м, равна 1 В.

Величина С характеризует способность проводника накапливать электрический заряд и называется электрической емкостью. Электроемкость проводника зависит от его размеров, формы, а также электрических свойств среды.

Электроёмкостъ двух проводников — отношение заряда одного из них к разности потенциалов между ними:

Конденсатор — два проводника, разделенные диэлектриком, служащие для накопления электрического заряда. Под зарядом конденсатора понимают модуль заряда одной из его пластин или обкладок.

Способность конденсатора накапливать заряд характеризуется электроемкостью, которая равна отношению заряда конденсатора к напряжению:

Емкость конденсатора равна 1 Ф, если при напряжении 1 В его заряд равен 1 Кл.

ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО КОНДЕНСАТОРА.

Точные эксперименты показывают, что W=CU 2 /2

Плотность энергии электрического поля

где V = Sd — объем, занимаемый полем внутри конденсатора. Учитывая, что емкость плоского конденсатора

а напряжение на его обкладках U=Ed

Пример. Электрон, двигаясь в электрическом поле из точки 1 через точку 2, увеличил свою скорость от 1000 до 3000 км/с. Определите разность потенциалов между точками 1 и 2.

Так как электрон увеличил свою скорость, то ускорение и сила Кулона сонаправлены со скоростью. Значит, электрон движется против силовых линий поля. Изменение кинетической энергии электрона равно работе поля :

Ответ: разность потенциалов равна — 22,7 В.

Источник

Какое направление имеет вектор напряженности в точке о создаваемый двумя разноименными зарядами

В вершинах квадрата закреплены отрицательные точечные заряды – так, как показано на рисунке.

Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электрического поля в центре O квадрата? Ответ запишите словом (словами).

По принципу суперпозиции, напряженность поля в точке О есть сумма напряженностей полей, создаваемых всеми зарядами по отдельности. Поле отрицательного точечного заряда направлено к заряду, а поле, создаваемое положительным зарядом, — от заряда. Поле точечного заряда пропорционально величине заряда и ослабевает с расстоянием как

Напряженность поля создаваемого зарядами −q и −3q направлено в сторону заряда −3q и по модулю равна

Напряженность поля создаваемого зарядами −2q и −4q направлено в сторону заряда −4q и по модулю равна

Таким образом, вектор напряженности электрического поля в центре O квадрата направлен вправо.

Аналоги к заданию № 11270: 11304 Все

В вершинах при основании прямоугольного равнобедренного треугольника расположены отрицательные точечные заряды, равные по модулю (см. рисунок). Выберите правильное направление кулоновской силы, действующей на помещенный в точку O положительный точечный заряд, равный по модулю любому из двух других зарядов.

Согласно закону Кулона, сила взаимодействия двух точечных зарядов прямо пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Кроме того, разноименные заряды притягиваются. Поскольку треугольник равнобедренный, заряд равноудален от зарядов Следовательно, силы, с которыми заряд притягивается к зарядам равны по величине. Эти силы обозначены красными стрелками на рисунке. Равнодействующая этих сил изображена синей стрелкой. Из рисунка ясно, что равнодействующая направлена налево.

Четыре точечных заряда закреплены на плоскости так, как показано на рисунке. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электро-статического поля в точке О? Ответ запишите словом (словами).

По принципу суперпозиции, напряжённость поля в точке О есть сумма напряжённостей полей, создаваемых всеми зарядами по отдельности. Поле отрицательного точечного заряда направлено к заряду, а поле, создаваемое положительным зарядом, — от заряда. Поле точечного заряда пропорционально величине заряда и ослабевает с расстоянием как

Положительные заряды и дадут одинаковый вклад в результирующую напряженность (компенсируют друг друга). В итоге результирующее поле будет направлено в сторону отрицательного заряда то есть вправо.

Четыре точечных заряда закреплены на плоскости так, как показано на рисунке. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электростатического поля в точке О? Ответ запишите словом (словами).

По принципу суперпозиции, напряженность поля в точке О есть сумма напряженностей полей, создаваемых всеми зарядами по отдельности. Поле отрицательного точечного заряда направлено к заряду, а поле, создаваемое положительным зарядом, — от заряда. Поле точечного заряда пропорционально величине заряда и ослабевает с расстоянием как

Отрицательные заряды и дадут одинаковый вклад в результирующую напряженность (компенсируют друг друга). В итоге результирующее поле будет направлено в сторону положительного заряда то есть вниз.

Аналоги к заданию № 9740: 9772 Все

В нижней половине незаряженного металлического шара находится крупная шарообразная полость, заполненная воздухом. Шар находится в воздухе вдали от других предметов. В центр полости помещён положительный точечный заряд (см. рисунок). Нарисуйте картину силовых линий электростатического поля внутри полости и снаружи шара. Если поле равно нулю, напишите в данной области: Если поле отлично от нуля, нарисуйте картину поля в данной области, используя восемь силовых линий.

1. Приведён схематический рисунок картины силовых линий: внутри полости — семейство прямых лучей, исходящих из заряда и приходящих на поверхность полости по нормали; снаружи шара — семейство прямых лучей, исходящих с поверхности шара по нормали к ней и уходящих на бесконечность.

2. Внутри проводника — электростатическое поле Поэтому поле в полости обладает центральной симметрией и выглядит как поле точечного заряда находящегося в центре полости. Силовые линии этого поля подходят по нормали к поверхности полости, где равномерно распределен отрицательный индуцированный заряд

3. На наружной поверхности шара находится (в силу нейтральности шара в целом) положительный заряд В силу того, что внутри проводника а снаружи окружающие предметы расположены далеко от шара, этот заряд распределён по поверхности шара равномерно. Его поле вне шара выглядит как поле точечного заряда расположенного в центре шара. Силовые линии отходят от шара по нормали к его поверхности.

Добрый день! Разве данная ситуация не сводится к ситуации полой проводящей сферы, внутри которой напряжённость всегда должна быть равной нулю? Так называемая клетка Фарадея!

Также логически непонятно, почему положительные заряды в объяснении не двигаются к отрицательным зарядам по телу проводника внутрь, раз там есть отрицательные заряды на краях внутренней полости.

Клет­ка Фа­ра­дея экранирует только внешнее электростатическое поле.

По­ло­жи­тель­ные за­ря­ды полого шара отталкиваются зарядом в его полости, отрицательные — притягиваются. Именно перераспределение зарядов в полом шаре и приводит к такой картине электрического поля.

В нижней половине незаряженного металлического шара находится крупная шарообразная полость, заполненная воздухом. Шар находится в воздухе вдали от других предметов. В центр полости помещён отрицательный точечный заряд q 0.

3. На наружной поверхности шара находится (в силу нейтральности шара в целом) индуцированный отрицательный заряд q Источник: ЕГЭ по физике 08.05.2014. Досрочная волна, резервый день. Вариант 202.

На рисунке изображен вектор напряженности Е электрического поля в точке С, которое создано двумя неподвижными точечными зарядами и Чему равен заряд если заряд ? (Ответ дать в нКл.)

Вектор напряжённости электрического поля в точке C, по принципу суперпозиции, есть векторная сумма полей, создаваемых зарядами A и B по отдельности.

Напряжённость электрического поля точечного заряда пропорциональна величине заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния до заряда. Поле направлено от положительного заряда и к отрицательному. Поскольку заряд A отрицательный, суммарное поле в точке C может быть направлено только в область I (заряд B также отрицательный) или область II (заряд B положительный). Из рисунка видно, что суммарное поле направлено в область II, а значит, заряд положительный. Видно, что модуль вектора напряженности поля, создаваемого зарядом B, в 2 раза меньше, значит, модуль заряда B вдвое меньше модуля заряда A.

Обозначения в моём комментарии:

Отношение модулей напряжённости: |E(A)|/|(E(B)|=|q(A)|/|q(B)|*(R(B)^2)/(R(A)^2).

Если |E(A)|/|E(B)|=2, как следует из построения, то получаем:

Но так как R(B) не равен R(A), то |q(B)| не может быть равен 1 нКл, т.е. правильного ответа среди заданных нет.

Извините за некрасивость формул, но, к сожалению, редактор формул или вложения-картинки в комментарии у Вас не предусмотрены.

Спасибо за комментарий. Здесь действительно закралась ошибка, в этой задаче нет правильного ответа, а я все это проморгал 🙂

Насколько я понимаю, автор задачи предполагал, что оба заряда равноудалены от точки С, в этих предположениях и была решена задача, а картинка этому не соответствует. Так что я сейчас картинку переправлю. Еще раз спасибо.

В вершинах правильного треугольника расположены точечные заряды Сила, действующая на заряд направлена:

Согласно закону Кулона, сила взаимодействия двух точечных зарядов прямо пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. Поскольку все заряды находятся в вершинах правильного треугольника, заряд равноудален от зарядов и Следовательно, сила, с которой заряд отталкивает заряд равна по величине силе, с которой заряд притягивает заряд Эти силы обозначены красными стрелками на рисунке. Равнодействующая этих сил изображена синей стрелкой. Из рисунка ясно, что равнодействующая направлена направо.

На рисунке показана картина силовых линий, создаваемых двумя неподвижными разноимёнными точечными зарядами. Какие точки имеют одинаковые потенциалы?

Потенциал — отношение потенциальной энергии заряда в электрическом поле к величине его заряда. Потенциал, создаваемый несколькими зарядами, можно найти как алгебраическую сумму потенциалов. Потенциал, создаваемый точечным зарядом в вакууме, равен Пусть — величина положительного заряда, тогда отрицательный заряд имеет величину Пусть — расстояние от положительного заряда до точек и соответственно. Заметим, что также равно расстоянию от отрицатеьного заряда до точки — расстоянию от отрицательного заряда до точки — расстоянию от отрицательного заряда до точки и — расстоянию от отрицательного заряда до точки

Источник