Uma carga de -2 C está na origem. Quanta energia seria aplicada ou liberada de uma carga de 4 C se for movida de (7, 5) para (3, -2)?

Uma carga de -2 C está na origem. Quanta energia seria aplicada ou liberada de uma carga de 4 C se for movida de (7, 5) para (3, -2)?
Anonim

Deixei # q_1 = -2C #, # q_2 = 4C #, # P = (7,5) #, # Q = (3.-2) #e # O = (0.0) #

A fórmula da distância para coordenadas cartesianas é

# d = sqrt ((x_2-x_1) ^ 2 + (y_2-y_1) ^ 2 #

Onde # x_1, y_1 #e # x_2, y_2, # são as coordenadas cartesianas de dois pontos respectivamente.

Distância entre a origem e o ponto P, isto é, # | OP | # É dado por.

# | OP | = sqrt ((7-0) ^ 2 + (5-0) ^ 2) = sqrt (7 ^ 2 + 5 ^ 2) = sqrt (49 + 25) = sqrt74 #

Distância entre a origem e o ponto Q, por exemplo # | OQ | # É dado por.

# | OQ | = sqrt ((3-0) ^ 2 + (- 2-0) ^ 2) = sqrt ((3) ^ 2 + (- 2) ^ 2) = sqrt (9 + 4) = sqrt13 #

Distância entre o ponto P e o ponto Q, por exemplo # | PQ | # É dado por.

# | PQ | = sqrt ((3-7) ^ 2 + (- 2-5) ^ 2) = sqrt ((- 4) ^ 2 + (- 7) ^ 2) = sqrt (16 + 49) = sqrt65 #

Eu vou trabalhar o potencial elétrico em pontos # P # e # Q #.

Então eu vou usar isso para descobrir a diferença de potencial entre os dois pontos.

Este é o trabalho feito movendo uma carga unitária entre os dois pontos.

O trabalho feito em mover um # 4C # cobrar entre # P # e # Q # pode, portanto, ser encontrado multiplicando a diferença de potencial #4#.

O potencial elétrico devido a uma carga # q # à distância # r # É dado por:

# V = (k * q) / r #

Onde #k # é uma constante e seu valor é # 9 * 10 ^ 9Nm ^ 2 / C ^ 2 #.

Então o potencial no ponto # P # devido a cobrar # q_1 # É dado por:

# V_P = (k * q_1) / sqrt74 #

O potencial em # Q # devido à carga # q_1 # É dado por:

# V_Q = (k * q_1) / sqrt13 #

Portanto, a diferença de potencial é dada por:

# V_Q-V_P = (k * q_1) / sqrt13- (k * q_1) / sqrt74 = (k * q_1) (1 / sqrt13-1 / sqrt74) #

Então o trabalho feito em mover um # q_2 # A carga entre estes dois pontos é dada por:

# W = q_2 (V_Q-V_P) = 4 (k * q_1) (1 / sqrt13-1 / sqrt74) = 4 (9 * 10 ^ 9 * (- 2)) (1 / sqrt13-1 / sqrt74) = - 11,5993 * 10 ^ 9 #

Este é o trabalho feito na carga.

Não há unidades de distância dadas. Se isso fosse em metros, a resposta seria em Joules.