Empat caj ditempatkan di simpang persegi dengan sisi 5 cm. Caj adalah: 1, -1, 2 -2 xx 10 ^ (- 8) C. Apakah medan elektrik di pusat bulatan?

Empat caj ditempatkan di simpang persegi dengan sisi 5 cm. Caj adalah: 1, -1, 2 -2 xx 10 ^ (- 8) C. Apakah medan elektrik di pusat bulatan?
Anonim

Jawapan:

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

Penjelasan:

Ini dapat diselesaikan dengan mudah jika kita memberi tumpuan kepada fizik terlebih dahulu. Jadi apa fizik sini?

Nah mari kita lihat di sudut kiri atas dan sudut kanan bawah dataran (# q_2 dan q_4 #). Kedua-dua caj berada pada jarak yang sama dari pusat, oleh itu lapangan bersih di pusat bersamaan dengan satu caj q # -10 ^ 8 C # di sudut kanan bawah. Hujah yang sama untuk # q_1 dan q_3 # membawa kepada kesimpulan itu # q_1 dan q_3 # boleh digantikan dengan caj tunggal # 10 ^ -8 C # di sudut kanan atas.

Sekarang mari kita tukar jarak pemisahan # r #.

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

Magnitud bidang diberikan oleh:

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

dan untuk # q = 2q; | E_ (2q) | = 2 | E_q | = 4 (kq) / a ^ 2 #

(α) (α (q) ((α) (α) + (warna (ungu) (cos (135) i + sin (135) j)) + = #

#vec (E _ ("Net")) = E_ (q) (warna (biru) (sqrt (2) / 2i - sqrt (2) / 2j) (2) / 2) j)) + (warna (hijau) (- sqrt (2) / 2 i - sqrt (2) / 2j) / 2 i + sqrt (2) / 2j)) # komponen saya membatalkan dan kami dibiarkan dengan: #vec (E _ ("Bersih")) = E_ (q) * sqrt (2) j #

Pengiraan #E_ (q) = 2 (kq) / a ^ 2; k = 8.99xx10 ^ 9; q = 10 ^ -8; a ^ 2 = (5/100) ^ 2 #

# 5 (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 #