Какую энергию нужно затратить, чтобы переместить заряд q из точки А в точку B в поле двух малых зарядов q1 и q2 (см. рисунок 166)?
Ответ:
Давайте разобьем задачу на 3 части:
1. Рассмотрим случай, когда заряд q перемещается от точки А до точки С в поле заряда q1, а затем от точки С до точки B в поле заряда q2. Запомните, что заряды q1 и q2 являются независимыми друг от друга.
2. Для каждого отдельного заряда q1 и q2, мы можем использовать формулу для работы электрического поля, чтобы найти работу, совершаемую при перемещении заряда q от одной точки до другой. Работа электрического поля (W) определяется следующей формулой:
W = q * ΔV
Где W — работа, q — заряд, ΔV — разность потенциалов между начальной и конечной точками.
Для заряда q1, ΔV = V1B — V1A, где V1A и V1B — потенциалы в точках А и В, вызванные зарядом q1.
Аналогично, для заряда q2, ΔV = V2B — V2C, где V2C и V2B — потенциалы в точках С и В, вызванные зарядом q2.
Таким образом, работа электрического поля для перемещения заряда q1 от точки А до точки В равна W1 = q * (V1B — V1A), а работа электрического поля для перемещения заряда q2 от точки С до точки В равна W2 = q * (V2B — V2C).
3. Исходя из суперпозиции, общая работа электрического поля для перемещения заряда q от точки А до точки В равна сумме работ для двух зарядов:
W = W1 + W2 = q * (V1B — V1A + V2B — V2C)
Обратите внимание, что разность потенциала V1A — V1B обратится в нуль, так как мы перемещаем заряд q от точки А до С в поле заряда q1, поэтому только разности V1B — V2C останется.
Итак, окончательная формула для работы электрического поля для перемещения заряда q из точки А в точку В в поле двух малых зарядов q1 и q2 будет:
W = q * (V1B — V2C)
Именно это количество энергии нужно затратить для перемещения заряда q из точки А в точку В в данном поле.