Правка разделов «Условие», «Решение», «Ответ»

astrosander правка от
правка #14023 предыдущая #14021 ← раньше
@@ -1,23 +1,47 @@
### Условие
−$6.3.5.$ Заряды $10^{-9}$ Кл каждый находятся в углах квадрата со стороной $10$ см. Найдите разность потенциалов в поле этих зарядов между центром квадрата (1) и серединой одной из сторон квадрата (2).
+$6.3.5.$ Заряды $10^{-9}$ Кл каждый находятся в углах квадрата со стороной 10 см.
+Найдите разность потенциалов в поле этих зарядов между центром квадрата (1) и серединой одной из сторон квадрата (2).
### Решение
−![К задаче $6.3.5$ |1280x897, 31%](../../img/6.3.5/scan-0.png)
−По принципу суперпозиции потенциал в точке 1 будет равен сумме потенциалов от четырех зарядов q. То же самое с точкой 2. Вычисляем расстояния от зарядов до каждой из точек. Получаем:
−$
−\varphi_1 = 4\cdot\sqrt2\cdot\frac{kq}{a} \\
−\varphi_2 = 2\cdot2\cdot\frac{kq}{a} + 2\cdot2\cdot\frac{kq}{\sqrt5\cdot a} \\
−\varphi_1 - \varphi_2 = 4\cdot\sqrt2\cdot\frac{kq}{a} - 2\cdot2\cdot\frac{kq}{a} - 2\cdot2\cdot\frac{kq}{\sqrt5\cdot a} = -\frac{0,132q}{4a\pi\varepsilon_0}\approx-11,9 B. \\ \\
−$
−$
−\Delta\varphi \approx -11,9 B.
−$
+![К задаче $6.3.5$ |1280x897, 100%](../../img/6.3.5/scan-0.png)
+По принципу суперпозиции потенциал в точке равен сумме потенциалов от всех зарядов.
+Для точки 1 (центр квадрата) расстояние от каждого заряда одинаково:
+
+\[
+r_1 = \frac{a}{\sqrt{2}}
+\Rightarrow \varphi_1 = 4 \cdot \frac{kq}{r_1} = 4 \cdot \frac{kq}{a/\sqrt{2}} = 4\sqrt{2} \cdot \frac{kq}{a}
+\]
+
+Для точки 2 (середина стороны квадрата) два заряда находятся на расстоянии \( r = \frac{a}{2} \), а два других — на расстоянии \( r = \frac{a\sqrt{5}}{2} \):
+
+\[
+\varphi_2 = 2 \cdot \frac{kq}{a/2} + 2 \cdot \frac{kq}{(a\sqrt{5})/2} = 4 \cdot \frac{kq}{a} + 4 \cdot \frac{kq}{a\sqrt{5}}
+\]
+
+Разность потенциалов:
+
+\[
+\Delta\varphi = \varphi_1 - \varphi_2 = 4\sqrt{2} \cdot \frac{kq}{a} - \left(4 \cdot \frac{kq}{a} + 4 \cdot \frac{kq}{a\sqrt{5}}\right)
+\]
+
+Приведём:
+
+\[
+\Delta\varphi = \frac{4kq}{a} \left( \sqrt{2} - 1 - \frac{1}{\sqrt{5}} \right)
+\]
+
+Численно:
+
+\[
+\Delta\varphi \approx -\frac{0{,}132q}{4\pi\varepsilon_0 a} \approx -11{,}9~\text{В}
+\]
+
#### Ответ
$
−[\Delta\varphi \approx -11,9 B.]
+\Delta \varphi \approx -11{,}9~\text{В}.
$