Корректное определение потенциальной энергии может быть дано только в поле сил, работа которых зависит только от начального и конечного положения тела, но не от траектории его перемещения. такие силы называютсяконсервативными (потенциальными). также, потенциальная энергия является характеристикой взаимодействия нескольких тел или тела и поля. потенциальная энергия принимается равной нулю для некоторой конфигурации тел в пространстве, выбор которой определяется удобством дальнейших вычислений. процесс выбора данной конфигурации называется нормировкойпотенциальной энергии. любая система стремится к состоянию с наименьшей потенциальной энергией.
Ryazanova1575
23.09.2021
1)электрическое поле создано заряженной металлической сферой с центром в точке о радиуса r1 = 2 см с поверхностной плотностью заряда ϭ = 6 нкл/см2. s = 4*pi*r1^2 - площадь сферыq=s*ϭ= 4*pi*r1^2* ϭ - полный заряд сферыq=4*pi*0,02^2*6*10^(-9+4) ~ 3,0e-07 клточка а находится на расстоянии r1 = 2 см от поверхности заряженного шара . поле за пределами сферы идентично полю, создаваемому точечным зарядом, расположенным в центре сферы и в точке а равноe = 1/(4*pi* ε0* ε)*q/(r1+r1)^2 - напряженность электрического поля, векторная величина, направление вектора от центра сферыe = 1/(4*pi*8,854*10^(-12)*6)* 3,0e-07/(0,02+0,02)^2 ~ 282 000 в/м fi = 1/(4*pi*ε0* ε)*q/(r1+r1) - потенциал электрического поля, скалярная величинаfi = 1/(4*pi*ε0*ε)*q/(r1+r1)=1/(4*pi*8,854*10^(-12)*6)*3,0e-07/(0,02+0,02)~ 11 300 b 2) величину и направление силы , действующей на заряд q = 2|3 нкл, помещенный в эту точку поля . f=e*q= 282 000*2/3*10^(-9) н = 0,000188239 h ~ 0,00019 h ~ 0,0002 h 3) потенциальную энергию взаимодействия поля с зарядом q в точке а . wа=fi*q=11300 *2/3*10^(-9) дж = 7,53e-06 дж4) работу совершаемую силами , перемещающими заряд q из точки а в точку в , отстящую от поверхности шара на r2 =n4 см , a=wb-wa=q*1/(4*pi*ε0*ε)*q*(1/(r1+/(r1+r1)) = 5,02e-06 - 7,53e-06 дж = -2,51e-06 дж 5) поток вектора напряженности через сферу радиуса r2 = 1 см с центром в точке о равен нулю, так как внутри сферы радиуса r2 = 1 см < r1 = 2 смзаряд равен нулю согласно теоремы остроградского-гаусса