Question

В двух наиболее удалённых вершинах ромба закреплены точечные заряды Q и Q / 2. Длины диагоналей ромба a и 2a. Какую минимальную работу надо совершить, чтобы переместить точечный заряд 2Q из третьей вершины ромба в его центр?

Answer 1

Работа находится из формулы A=FScosa , но в данном случае силу будут прикладывать не под углом. Поэтому формула будет A=FS. Sбудет равно половине меньшей диагонали , то есть a/2. Рассмотрим действующие на передвигаемый заряд силы. Со стороны заряда Q будет действовать Кулоновская сила F1 , а со стороны заряда Q/2 Кулоновская сила F2. То есть нам нужно преодолеть результирующую силу F12. Чтобы найти эту силу воспользуемся теоремой косинусов: F12^2=F1^2+F2^2-2F1F2cosa. Или F12=√F1^2+F2^2-2F1F2cosa. Подставим значения в формулу работы: A=(a√F1^2+F2^2-2F1F2cosa)/2