Работа перемещения заряда в электрическом поле

Автор
Сообщение
АлексейСсеве
#8012 2011-11-26 21:12 GMT

Бесконечно большая равномерно заряженная плоскость и параллельная ей длинная нить расположены как показано на рисунке (перпендикулярно плоскости чертежа); а = 20 см; поверхностная плотность заряда плоскости 10-6 Кл/м2; линейная плотность заряда нити 10-6 Кл/м.

Определить: напряжённость поля в точках А и В; работу перемещения заряда 10-7 Кл из точки А в точку В. Считать, что распределение зарядов не нарушено взаимодействием.

Здравствуйте! Помогите пожалуйста с решением задачи. Правильно ли я понимаю, что чёрная линия и жирная чёрная точка это те самые плоскость и линия, и направлены они от нас? Истолковав так чертёж, я нашёл напряжённости в точках А и В:

вектор ЕА = вектор Епл. А + вектор Ел. А

ЕА = |Епл. А - Ел. А|

Для нахождения напряжённостей эл. поля плоскости и линии использую формулы:

Епл. = поверх. плотн. зар./(2*эл. постоянная), где эл. постоянная = 8,854*10-12

Ел. = лин. плотн. зар./(2П*эл. постоянная*r)

вектор ЕВ = вектор Епл. В + вектор Ел. В

ЕВ = sqrt((Епл. В)2 + (Ел. В)2)

Правильно ли я понимаю, так как поле бесконечной равномерно заряженной плоскости однородно Епл. А = Епл. В? А Ел. В = (Ел. А)/2, так как расстояние от линии до точки В в 2 раза больше, чем до точки А.

У меня получилось:

Епл. А = Епл. В = 56,472 * 103

Ел. А = 8,992 * 106

Ел. В = 4,496 * 106

ЕА = 8,936 * 106

ЕВ = 4,496 * 106

А вот с работой перемещения заряда справиться не могу, хотя гуглю вторые сутки. Решений очень похожих задач не нашёл. Вроде бы можно найти двумя способами через потенциалы в точках (но я не знаю как их найти) и через перемещение*сила*кос. угла между, но тут не знаю как решить, так как вроде бы сила в разных точках поля имеет разное направление из-за того что поле неоднородно.

Чую придётся второй раз из универа забирать документы за 1 мес. нужно сделать контрольные по 5 предметам, а у меня с физикой такая беда, как баран одну задачу 2-3 дня пытаюсь решить, а их 8, решено 4.

АлексейСсеве
#8067 2011-11-29 16:53 GMT

помогите пожалуйста

iskander
#8068 2011-11-29 17:44 GMT

Мне непонятно как расположена нить? Точки А и В расположены по линии совпадающей с концом нити или нить считать бесконечно длинной (непонятно, что значит длинная нить)

АлексейСсеве
#8069 2011-11-29 18:20 GMT

В записи условия задачи я ошибок не допустил, именно длинная написано. В книгах, конечно, тоже бывают ошибки, не могу сказать с уверенностью, что так и должно быть. А это как-нибудь повлияет на решение? В любом случае мне сейчас нужно хоть как-нибудь решить (пускай даже если неверно истолкуем условие), всё равно главное будет на экзамене.

iskander
#8070 2011-11-29 19:11 GMT

длина нити имеет важное значение

Напряженность от плоскости \(E_p=\frac{\sigma}{2\pi\varepsilon{_0}\varepsilon}\) нет зависимости от расстояния

напряженность от нити (очень длинной) \(E_n=\frac{\tau}{2\pi\varepsilon{_0}\varepsilon{R}}\) \(R=a\)

Если знаки плоскости и нити одинаковые, то

\(E_A=E_p-E_n\)

\(E_B=\sqrt{E_p^2+E_n^2}\) \(R=2a\)

\(A=-\int_{r_1}^{r_2}{\frac{q\tau{dr}}{2\pi\varepsilon{_0}\varepsilon{r}}=\frac{q\tau}{2\pi\varepsilon{_0}\varepsilon}ln\frac{r_1}{r_2}\)

Работу от плоскости не рассматриваем, поскольку напряженность постоянна во всех точках.

Посмотрите на моем сайте раздел электричество http://alexandr4784.narod.ru/izerp.htm

Добавлено спустя 11 минут

Может надо учесть и плоскость

Добавлено спустя 4 минут


отредактировал(а) iskander: 2011-11-29 19:29 GMT
АлексейСсеве
#8072 2011-11-29 20:29 GMT

Скажите пожалуйста, а в формуле работы нити чему равны r1 и r2? Это ведь расстояния от точки до нити, т.е. а и 0, только что из них, что? Не понимаю почему не рассматриваем работу от плоскости - хоть напряжённость и постоянна, но ведь поле плоскости совершает работу по перемещению заряда, траектория не замкнута, напряжённость не перпендикулярна перемещению. Или это я просто не правильно понял. Мол не рассматриваем, но посчитать нужно, чтобы вычислить сумму работ пл. и н. А работа пл. = qE |модуль вектора перемещения| кос альфа.

Добавлено спустя 1 минута

Добавление увидел после того как написал сообщение. Но вопрос остался.


отредактировал(а) АлексейСсеве: 2011-11-29 20:31 GMT
iskander
#8075 2011-11-29 21:55 GMT

\(r_1=a, r_2=2a\)

Поэтому я написал, что может быть надо учесть работу и от плоскости и поместил задачу.