Es col·loquen quatre càrregues als vèrtexs del quadrat amb un costat de 5 cm. Els càrrecs són: 1, -1, 2 -2 xx 10 ^ (- 8) C. Què és el camp elèctric al centre del cercle?

Es col·loquen quatre càrregues als vèrtexs del quadrat amb un costat de 5 cm. Els càrrecs són: 1, -1, 2 -2 xx 10 ^ (- 8) C. Què és el camp elèctric al centre del cercle?
Anonim

Resposta:

#vec (E _ ("Net")) = 7.19xx10 ^ 4 * sqrt (2) j = 1,02xx10 ^ 5j #

Explicació:

Això es pot resoldre fàcilment si ens centrem primerament en la física. Què és la física aquí?

Bé, anem a la cantonada superior esquerra i inferior dreta de la plaça.# q_2 i q_4 #). Ambdues càrregues es troben a la mateixa distància del centre, de manera que el camp net al centre equival a una sola càrrega q de # -10 ^ 8 C # a la cantonada inferior dreta. Arguments similars per a # q_1 i q_3 # això condueix a la conclusió # q_1 i q_3 # pot reemplaçat per una sola càrrega de # 10 ^ -8 C # a la part superior dreta.

Ara anem a la distància de separació # r #.

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

La magnitud del camp es dóna per:

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

i per al # q = 2q; | E_ (2q) | = 2 | E_q | = 4 (kq) / a ^ 2 #

#vec (E _ ("tot") = E_ (q) (color (blau) (cos (-45) i + sin (-45) j)) +2 (color (vermell) (cos (45) i + sin (45) j)) + (color (verd) (cos (225) i + sin (225) j)) + 2 (color (porpra) (cos (135) i + sin (135) j)) = #

#vec (E _ ("Net")) = E_ (q) (color (blau) (sqrt (2) / 2i - sqrt (2) / 2j)) +2 (color (vermell) (sqrt (2) / 2 i + sqrt (2) / 2) j)) + (color (verd) (- sqrt (2) / 2 i - sqrt (2) / 2j)) + 2 (color (morat) (- sqrt (2) / 2 i + sqrt (2) / 2j)) el component i es cancel·la i ens queda: #vec (E _ ("Net")) = E_ (q) * sqrt (2) j #

Calculeu #E_ (q) = 2 (kq) / a ^ 2; k = 8.99xx10 ^ 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 #