Урок 216. Задачи на закон Кулона - 2

• Решение задач на применение закона Кулона.  

• Задача 689: заряды 90 и 10 нКл на расстоянии 4 см друг от друга.  

• Найти положение третьего заряда для равновесия.  

• Обозначение зарядов: Q1 = 90 нКл, Q2 = 10 нКл.  

• Расстояние между зарядами: L = 4 см.  

• Условия равновесия: силы, действующие на третий заряд, равны по модулю и направлены противоположно.  

• Третий заряд должен быть на прямой, проходящей через два других.  

• Интуитивно разместить заряд ближе к меньшему заряду.  

• Обозначение сил, действующих на третий заряд: F1 и F2.  

• Силы F1 и F2 должны быть равны по модулю и противоположно направлены.  

• Использование закона Кулона: F1 = kQ1Q2/r^2, F2 = kQ2Q1/r^2.  

• Обозначение расстояния между зарядами: r = L - x.  

• Уравнение для нахождения x: kQ1Q2/x^2 = kQ2Q1/(L - x)^2.  

• Извлечение квадратного корня и упрощение уравнения.  

• Нахождение x: x = L * корень Q1 / корень Q1 + корень Q2.  

• Проверка правильности решения: x = 3 см.  

• Объяснение, почему третий заряд должен быть в 9 раз больше меньшего заряда.  

• Задача 691: заряды 40 и -10 нКл на расстоянии 10 см.  

• Найти третий заряд и его положение для равновесия.  

• Обозначение зарядов: Q1 = 40 нКл, Q2 = -10 нКл.  

• Третий заряд должен быть на прямой, соединяющей два других.  

• Пробные размещения третьего заряда: положительный и отрицательный.  

• Обозначение сил, действующих на третий заряд: F31 и F32.  

• Силы F31 и F32  

• Рассматриваются три заряда, закрепленные на расстоянии.  

• Используется закон Кулона для нахождения расстояния между зарядами.  

• Выводится формула для нахождения расстояния между зарядами.  

• Уравнение решается для нахождения расстояния между зарядами.  

• Находятся корни уравнения и вычисляется расстояние.  

• Записывается формула для нахождения заряда.  

• Проверяется правильность решения на примере конкретных значений.  

• Объясняется, почему заряд должен быть в равновесии.  

• Учитывается, что заряд должен быть положительным для равновесия.  

• Рассматриваются силы, действующие на второй заряд.  

• Условие равновесия: силы, действующие на второй заряд, равны.  

• Выводится формула для нахождения заряда второго заряда.  

• Вычисляется заряд второго заряда.  

• Объясняется, как найти заряд второго заряда через другие заряды.  

• Проверяется правильность решения.  

• Рассматриваются силы, действующие на третий заряд.  

• Условие равновесия: силы, действующие на третий заряд, равны.  

• Доказывается, что третий заряд также находится в равновесии.  

• Обсуждается, является ли равновесие устойчивым или неустойчивым.  

• Объясняется, почему равновесие неустойчивое.  

• Формулируется теорема Ирвина-Шоу о статической системе точечных зарядов.  

• Система точечных зарядов может быть устойчивой.  

• Пример: атом лития с положительно заряженным ядром и тремя электронами.  

• Силы отталкивания между электронами можно компенсировать силой притяжения к ядру.  

• Система может достичь равновесия, но оно будет неустойчивым.  

• Атом лития и атом водорода не являются статическими системами, а динамическими.  

• Электрон в атоме водорода движется вокруг ядра.  

• На следующем уроке будет рассмотрена задача о движении электрона вокруг ядра.  

• Первая попытка построить модель атома будет неправильной, но важной.  

• На сегодня достаточно, отдыхайте.