8. Работа по перемещению заряда в электростатическом поле. Применение закона сохранения энергии при решение задач. Тайм-коды в описании | Про Физику и не только ✅ | Дзен

• Рассматривается электростатическое поле и задачи на движение тел в этом поле.  

• Даны заряды Q1 и Q2, расположенные на рисунке.  

• Требуется найти работу по перемещению заряда Q из точки A в точку B.  

• Заданы расстояния между зарядами и точками A, B.  

• Работа электростатического поля не зависит от траектории, а только от начального и конечного положения.  

• Работа определяется как разность потенциалов между точками A и B.  

• Потенциал в точке B определяется суммой потенциалов от первого и второго зарядов.  

• Потенциал в точке A также определяется суммой потенциалов от первого и второго зарядов, но с учетом расстояний до точек A и B.  

• Подставляются значения потенциалов и зарядов в формулу для работы.  

• Пример: перемещение заряда 2 мкКл из точки A с потенциалом 300 В в точку B с потенциалом 50 В.  

• Работа поля составляет 500 мкДж.  

• Два электрона движутся навстречу друг другу с одинаковой скоростью 10^6 м/с.  

• Требуется определить наименьшее расстояние между электронами.  

• Используется закон сохранения энергии для системы из двух электронов.  

• Электроны обладают потенциальной энергией, когда находятся на минимальном расстоянии друг от друга.  

• Кинетическая энергия системы равна нулю, когда электроны останавливаются на минимальном расстоянии.  

• Потенциальная энергия взаимодействия электронов равна кулону, умноженному на квадрат расстояния между ними.  

• Кинетическая энергия системы в начальном состоянии равна потенциальной энергии в конечном состоянии.  

• Потенциальная энергия взаимодействия равна кулону, умноженному на квадрат расстояния между электронами.  

• Минимальное расстояние между электронами равно кулону, деленному на массу электрона и квадрат скорости.  

• Подставляем численные значения и получаем минимальное расстояние, равное 2.53 ангстрема.  

• Ангстрем равен 10^-10 метров.  

• Две частицы массой 2 мг каждая находятся на расстоянии 5 см друг от друга.  

• Посередине между ними закреплен заряд 60 нКл.  

• Частицы отпускаются одновременно, и нужно найти их скорость после разлета.  

• Используем закон сохранения энергии: потенциальная энергия в начальном состоянии равна кинетической энергии в конечном состоянии.  

• Потенциальная энергия системы включает энергию взаимодействия между зарядами и между частицами.  

• Кинетическая энергия системы равна массе частицы, умноженной на квадрат скорости.  

• Преобразуем выражение для кинетической энергии, чтобы найти скорость частиц.  

• Подставляем численные значения и получаем скорость 15 м/с.  

• Два шарика соединены пружиной длиной 20 см и жесткостью 200 Н/м.  

• После сообщения шарикам заряда одного знака длина пружины увеличилась вдвое.  

• Нужно найти работу, необходимую для возвращения пружины в прежнее состояние.  

• Пружина длиной 20 см и жесткостью 200 Н/м.  

• После сообщения шарикам зарядов одного знака длина пружины увеличилась вдвое.  

• Нужно найти работу для возвращения пружины в исходное состояние.  

• В исходном состоянии шарики и пружина не деформированы.  

• После сообщения зарядов шарики отталкиваются, растягивая пружину в два раза.  

• Нужно найти работу для возвращения шариков в исходное положение.  

• Работа равна изменению механической энергии.  

• Кинетическая энергия шариков в обоих состояниях равна нулю.  

• Работа определяется изменением потенциальной энергии.  

• Потенциальная энергия взаимодействия зарядов шариков.  

• Потенциальная энергия растянутой пружины.  

• В исходном положении потенциальная энергия равна нулю.  

• Раскрытие скобок и преобразование выражений.  

• Определение зарядов шариков через силы взаимодействия.  

• Уравновешивание кулоновской силы силой упругости.  

• Вычисление зарядов шариков через жесткость пружины.  

• Подстановка выражений в формулу для работы.  

• Преобразование и приведение к общему знаменателю.  

• Подстановка численных значений.  

• Расчет работы в джоулях.  

• Завершение урока и прощание.