Mamy dipol elektryczny, w którym dwa ładunki wynoszą Q=(+/-)2.10-4C, a odległość pomiędzy ładunkami r=12m. Jaką należy wykonać pracę, aby przenieść ładunek q=10-5C z punktu A, odległego o x=10m od każdego z ładunków Q, do punktu B odległego o y=8m od każdego z ładunków Q?
|
Q = 2 . 10-4 C
r = 12 m
q = 10-5 C
x = 10 m
y = 8 m
W = ?
1. Potencjał elektrostatyczny:
2. Praca w polu elektrostatycznym:
|
|
|
Na początku trzeba dowiedzieć się, czym jest dipol elektryczny.
Dipol składa się z dwóch jednakowych ładunków (Q) o przeciwnych znakach, umieszczonych w odległości r (patrz rysunek).
Zgodnie z treścią zadania umieszczamy jakiś ładunek q w odległości x od każdego z naszych ładunków Q (punkt A). Potem przesuwamy ten ładunek do punktu, w którym odległość od każdego z ładunków Q wynosi y. Takie punkty możliwe są dwa, oznaczyłem je przez B i B'.
Zauważmy że punkty te tworzą prostą, która jest symetralną odcinka o długości r (przerywana linia).
Ponieważ każdy punkt na symetralnej odcinka jest równo odległy od ładunków Q, to zgodnie z zasadą superpozycji pól potencjał V na symetralnej jest stały i wynosi zero:
Zamiast odległości r możemy wstawić dowolną inną odległość, ale zawsze wyjdzie zero. Tak więc potencjał w punkcie A, B oraz B' równy jest zeru.
Ale zaraz! My mieliśmy obliczyć pracę.
Przypomnijmy sobie jednak jeden ze wzorów na pracę w polu elektrostatycznym, w którym występuje potencjał
A ponieważ...
...to:
Praca W jest równa zeru.Jamnik
« powrót do listy zadańZnalazłeś błąd w materiale? Skontaktuj się z nami, przysyłając adres strony, na której znajduje się błąd i informację o tym, czego dotyczy błąd.
