Quattro cariche sono poste ai vertici del quadrato con lato di 5 cm. Le cariche sono: 1, -1, 2 -2 xx 10 ^ (- 8) C. Qual è il campo elettrico al centro del cerchio?

Quattro cariche sono poste ai vertici del quadrato con lato di 5 cm. Le cariche sono: 1, -1, 2 -2 xx 10 ^ (- 8) C. Qual è il campo elettrico al centro del cerchio?
Anonim

Risposta:

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

Spiegazione:

Questo può essere risolto facilmente se ci concentriamo prima sulla fisica. COSÌ che cosa la fisica qui?

Bene, vediamo nell'angolo in alto a sinistra e nell'angolo in basso a destra del quadrato (# q_2 e q_4 #). Entrambe le cariche sono a uguale distanza dal centro, quindi il campo netto al centro equivale a una singola carica q di # -10 ^ 8 C # nell'angolo in basso a destra. Argomenti simili per # q_1 e q_3 # portare alla conclusione che # q_1 e q_3 # può essere sostituito da una singola carica di # 10 ^ -8 C # nell'angolo in alto a destra.

Ora finiamo la distanza della separazione # R #.

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

L'ampiezza del campo è data da:

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

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

#vec (E _ ("tot")) = E_ (q) (colore (blu) (cos (-45) i + sin (-45) j)) +2 (colore (rosso) (cos (45) i + sin (45) j)) + (colore (verde) (cos (225) i + sin (225) j)) + 2 (colore (viola) (cos (135) i + sin (135) j)) = #

#vec (E _ ("Net")) = E_ (q) (colore (blu) (sqrt (2) / 2i - sqrt (2) / 2j)) +2 (colore (rosso) (sqrt (2) / 2 i + sqrt (2) / 2) j)) + (colore (verde) (- sqrt (2) / 2 i - sqrt (2) / 2j)) + 2 (colore (viola) (- sqrt (2) / 2 i + sqrt (2) / 2j)) # il componente i si cancella e ci rimane: #vec (E _ ("Net")) = E_ (q) * sqrt (2) j #

Calcolare #E_ (q) = 2 (KQ) / a ^ 2; k = 8,99 x 10 ^ 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 #