Ποια είναι η δύναμη σε φορτίο 45 C που τοποθετείται στη μέση του κύκλου που περιέχει 450 φορτίες ομοιόμορφα διατεταγμένες με δύναμη 3 C;
Κατανόηση του προβλήματος
* Συμμετρία: Το κλειδί είναι η αναγνώριση της συμμετρίας της κατάστασης. Δεδομένου ότι οι χρεώσεις κατανέμονται ομοιόμορφα γύρω από τον κύκλο, οι δυνάμεις από κάθε μία από τις 450 χρεώσεις θα ακυρώσουν σε ζεύγη.
* Νόμος του Coulomb: Θα χρησιμοποιήσουμε το νόμο της Coulomb για να υπολογίσουμε τη δύναμη μεταξύ οποιωνδήποτε δύο χρεώσεων.
Βήματα για την επίλυση
1. Οπτικοποίηση: Φανταστείτε έναν κύκλο με τις 450 χρεώσεις που διανέμονται ομοιόμορφα γύρω του. Τοποθετήστε τη χρέωση 45 C στο κέντρο αυτού του κύκλου.
2. Σκεφτείτε τα ζεύγη: Πάρτε δύο χρεώσεις στον κύκλο που είναι διαμετρικά αντίθετες μεταξύ τους. Οι δυνάμεις που ασκούν στο κεντρικό φορτίο θα είναι ίσες σε μέγεθος, αλλά απέναντι από την κατεύθυνση, με αποτέλεσμα μια καθαρή δύναμη μηδέν.
3. Συνολική ακύρωση: Μπορείτε να συνδυάσετε όλες τις χρεώσεις στον κύκλο με αυτόν τον τρόπο. Κάθε ζευγάρι θα παράγει μια καθαρή δύναμη μηδέν. Δεδομένου ότι όλες οι δυνάμεις ακυρώνονται, η συνολική δύναμη στο φορτίο 45 C θα είναι μηδενική.
Συμπέρασμα
Η δύναμη στο φορτίο 45 C που τοποθετείται στο κέντρο του κύκλου είναι μηδέν .
