НЕСФ 2014, 9. клас — Задача 3. Електростатика

Национално есенно състезание по физика 2014, тема за 9. клас · 8 ноември 2014 г. · 10 т.

Условие

Три заряда с големина q са закрепени неподвижно във върховете на равностранен триъгълник. Четвърти заряд със същата големина q е поставен на безкрайно голямо разстояние от триъгълника. Зарядите са положителни.

а) Намерете каква работа трябва да се извърши, за да се доближи (придърпа) свободният заряд до триъгълника, както е показано на фиг. 3 а). Във фигурата свободният заряд е на равни разстояния от заряди 1 и 2. [3 т.] [3 т.]

б) Намерете с каква сила действа триъгълникът на свободния заряд [3 т.] и с каква сила действа свободният заряд на триъгълника. [1 т.] [4 т.]

в) Каква допълнителна работа трябва са се извърши, за да се премести свободният заряд от положението, изобразено на фиг. 3 а), до положението, изобразено на фиг. 3 б)? Във фиг. 3 б) зарядът лежи на основата на триъгълника на равни разстояния от заряди 1 и 2. [3 т.]

Полезни формули:

потенциал на електростатичното поле на точков заряд: $\varphi = \dfrac{kq}{r}$ ($k = 9.10^{9}$ N·m$^2$/C$^2$);

Питагорова теорема: $\mathrm{a}^2 + \mathrm{b}^2 = \mathrm{c}^2$, където a и b са дължините на катетите на правоъгълен триъгълник, а c е хипотенузата. [3 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: esenni_2014_9problems.pdf · официални решения: esenni_2014_9solutions.pdf