Консультация # 200234: Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: По каждой из шести одинаковых тонких непроводящих квадратных пластин равномерно распределён одинаковый заряд. Используя эти пластины в качестве граней куба, собрали полый куб, после чего стали измерять модуль напряжённости электрического поля в центре куба, поочерёдно удаляя пластины. После ...
Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: По каждой из шести одинаковых тонких непроводящих квадратных пластин равномерно распределён одинаковый заряд. Используя эти пластины в качестве граней куба, собрали полый куб, после чего стали измерять модуль напряжённости электрического поля в центре куба, поочерёдно удаляя пластины. После удаления первой пластины измерения дали значение E1=E , а после удаления всех шести пластин, оказалось E6=0. Восстановите четыре промежуточных результата
измерений E2, E3, E4 и E5 (после удаления второй, третьей, четвёртой и пятой пластины соответственно). Какие именно пластины удаляли на каждом этапе - неизвестно. Представьте все возможные варианты ответа в виде таблицы.
Здравствуйте, Nekro! 1. Поскольку пластины непроводящие, то при сборке/разборке кубика заряд каждой из них меняться не будет. 2. В центре кубика каждая из одинаковых пластин, обладая одинаковым по величине и знаку зарядом (допустим, для определенности, положительным), будет создавать одинаковую по величине напряженность поля равную E, направленную от пластины. 3. Для удобства восприятия вынесем центр кубика - точку С - из кубика и приложим к ней вектора напряженности полей отдельных пластин
(граней) (см.рис.). 4. Далее... рассмотрим всевозможные варианты. *** А. Имеем кубик: боковые грани 1 и 6, фронтальная - 3, задняя - 5, нижняя - 2, верхняя - 4. Б. Одинаковые по величине противоположно-направленные вектора в сумме дают ноль (например: E2+E4=0); В. Одинаковые по величине два вектора Е направленные под у
глом 90º друг к другу в сумме дадут E√2 (например: Е1+E4=E√2); Г. Одинаковые по величине три вектора Е, направленные перпендикулярно друг к другу в сумме дадут Е√3 (например: E2+E5+E6=E√3 *** Теперь поехали... удалять пластины 1. Удалили первую пластину - имеем: (E2+E3+E4+E5)+E6=0+E6=E 2. Далее
возможны варианты: 2.1. Удаляем противоположную пластину-6 - остается: (E2+E3+E4+E5)=0 3.1. Удаляем любую из оставшихся, например №2 - остается: (E3+E4+E5) = E4 = E 4.1. Удаляем №3 - остается: (E4+E5) = Е√2 5.1. Удаляем любую из двух оставшихся, например №4 - остается: Е5=Е 6.1. Удаляем №5
- остается 0 ⇒ Получили первую цепочку: Е; 0; Е; Е√2; Е; 0 - крайние члены ряда заданы в условии, а серединка (подчеркнута) - возможный ответ. Рассмотрим другой вариант, начнем с п.2: 2.2. Удаляем пластину-2 - остается: (E3+E4+E5+E6)=0+Е4+Е6=Е√2 3.2. Удаляем пластину-3 - остается: (E4+E5+E6)=Е√3 4.2; 5.2; 6.2. Убираем
последовательно в любом порядке, например; №4, №5, №6 - имеем последовательно: Е√2; Е; 0. ⇒ Получили вторую (и не последнюю) возможную цепочку ответов (подчеркнуто): Е; Е√2; Е√3; Е√2; Е; 0. *** Надеюсь, вам понятна схема и теперь уже вы сможете самостоятельно определить напряженность в центре кубика в отсутствие любого количества граней и в любой последовательности. Удачи
Консультировал: Konstantin Shvetski (Младший модератор)
Дата отправки: 10.02.2021, 23:13
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!