В вершинах квадрата закреплены одинаковые по величине заряды +Q. Какой заряд q необходимо поместить в центре квадрата, чтобы он находился в равновесии?

• только -2Q
• только -4Q
• только Q=0
• любой

Другие предметы Университет Электростатика равновесие заряда заряды в квадрате закон Кулона электрические силы заряд в центре квадрата электростатика электрические поля взаимодействие зарядов условия равновесия физика электричества Новый

Для решения этой задачи, давайте проанализируем силы, действующие на заряд, который мы поместим в центр квадрата.

Предположим, что у нас есть квадрат с длиной стороны a, и в его вершинах расположены четыре одинаковых заряда +Q. Теперь мы добавим заряд q в центр квадрата.

Сначала определим, какие силы действуют на заряд q:

• Каждый из зарядов +Q будет отталкивать заряд q, если q положительный, и притягивать, если q отрицательный.
• Поскольку заряды расположены симметрично, силы, действующие на заряд q от каждого из зарядов +Q, будут равны по величине, но направлены в разные стороны.

Теперь рассмотрим разные случаи для заряда q:

1. Если q = 0: В этом случае заряд q не будет взаимодействовать с зарядами +Q, и он будет находиться в состоянии равновесия, так как нет сил, действующих на него.
2. Если q > 0: Заряд q будет отталкиваться от всех четырех зарядов +Q, и в итоге он не сможет оставаться в равновесии, так как силы будут направлены наружу.
3. Если q < 0: Заряд q будет притягиваться к каждому из зарядов +Q. Однако, чтобы находиться в равновесии, необходимо, чтобы сумма всех сил, действующих на q, была равна нулю. Это возможно, если q будет равен -4Q, так как притяжение от четырех зарядов +Q будет компенсировать силу, действующую на заряд q.

Таким образом, для того чтобы заряд q находился в равновесии в центре квадрата, он должен быть равен -4Q. В этом случае силы, действующие на него от зарядов +Q, будут сбалансированы.

Ответ: Заряд q, необходимый для равновесия в центре квадрата, равен -4Q.