В трех вершинах квадрата ABCD закреплены точечные заряды и соответственно (см. рисунок). Опираясь на законы электродинамики, определите, как изменится направление напряжённости результирующего электростатического поля в центре квадрата, если заряд −q переместить из вершины B в вершину D? Сделайте рисунки, на которых постройте векторы напряженности результирующего электростатического поля в центре квадрата для двух случаев расположения зарядов.
Решение:
Перед решением задачи вспомним формулу для напряженности поля . B так как все заряжены находятся в вершинах квадрата, то расстояние до центра у них одинаковы, отличаются только заряды. Модуль напряженности поля создаваемого зарядами и одинаковы , а модуль, создаваемы зарядом будет в два раза больше их и составит .
Определившись с модулями напряженности от каждого заряда перейдем к их направлениям. Как мы знаем для определения направления напряжённости поля в точку помещается пробный положительный заряд, тогда вектор напряженности поля, созданного положительным зарядом, направлен от него, а отрицательным зарядом — к нему.
Тогда найдём направление вектора напряжённости, используя принцип суперпозиции для первого случая:
Как видим из рисунка результирующий вектор напряжённости направлен вверх.
Теперь рассмотрим направление вектора напряжённости во втором случае:
Таким образом видим, что суммарный вектор напряженности направлен влево.