Положительно заряженные шарики на подставках

Question

Имеется рельс, линейка и два шарика, заряженных прикосновением к положительной клемме источника высокого напряжения, отрицательная клемма которого заземлена. Шарики установлены на подставки. Кроме того, имеется датчик напряжённости электрического поля, реагирующий только на величину (по модулю) поля в его центре, но не на направление этого поля. Он закреплён на подставке, находящейся в центре рельса, и показан маленьким красным кружком. Определите:

заряд $Q_1$ левого шарика;
заряд $Q_2$ правого шарика;
вклад $E_1$ левого шарика (фиолетового) в напряжённость электрического поля в центре датчика в начальном состоянии системы (то есть какую величину напряжённости электрического поля $E_1$ показал бы датчик в начальном состоянии, если бы правый шарик не был заряжен);
вклад $E_2$ правого шарика (зелёного) в напряжённость электрического поля в центре датчика в начальном состоянии системы (то есть какую величину напряжённости электрического поля $E_2$ показал бы датчик в начальном состоянии, если бы левый шарик не был заряжен).

Значения $E_1$ и $E_2$ определите с точностью не хуже чем доли процента, заряды — не хуже чем до сотых, и отошлите результаты на сервер. В промежуточных вычислениях сохраняйте не менее 4 значащих цифр. Постоянная в законе Кулона $K = \dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0} = 9\cdot 10^9$ Н$\cdot$м$^2$/Кл$^2$, а поле вне заряженного шарика в данном задании можно считать соответствующим полю такого же точечного заряда, расположенного в центре шарика. Напоминаем, что $1$ нКл$=10^{-9}$ Кл.

Accepted Answer

1) $Q_1 \approx 8{,}333$ нКл; 2) $Q_2 \approx 16{,}67$ нКл; 3) $E_1 \approx 2778{,}9 \pm 27{,}8$ В/м; 4) $E_2 \approx 6500{,}3 \pm 162{,}5$ В/м.

Положительно заряженные шарики на подставках

Похожие задачи