Физика, электростатика.Решение задачи
Наэлектризованный шар радиусом r имеет поверхностную плотность
заряда σ. Сила, действующая на точечный заряд Q, находящийся на
расстоянии l от поверхности шара, равна F. Определите величину,
обозначенную * (см. табл.), энергию взаимодействия заряда и шара W.
Начертите графики зависимости напряженности и потенциала шара от
расстояния r до его центра.
Если указана поверхностная плотность заряда, то лучше употреблять понятие сфера, а не шар.
Используя теорема Остроградского-Гаусса, получим, что сила взаимодействия заряженной сферы и точечного заряда равна:
F = k*4*pi*R^2*s*Q/(R + l)^2, (1)
здесь:
k = 8,987...*10^9 H*м^2/Кл^2,
s - поверхностная плотность заряда сферы, которую надо определить.
В уравнении (1) известны все величины, кроме s, значит s можно вычислить из этого уравнения.
Энергии взаимодействия сферы и заряда равна:
W = k*4*pi*s*Q.