решить задачу.
Один моль гелия адиабатно расширяется вдвое, после чего изохорно нагревается до
первоначального давления. Начальная температура газа равна Т1 = 300 К, работа,
совершенная газом при адиабатном расширении равна А = 1,5 кДж. Найдите изменение
внутренней энергии газа и количество подведенной теплоты в каждом процессе
Мы видим, что ускорение тела вблизи поверхности планеты не зависит от массы тела, а только от радиуса планеты, ее массы и постоянной G=6.67*10^-11
Теперь воспользуемся справочниками
Меркурий
M = 3.3 * 10^23 кг
R = 2240 км
Значит
a = 3.7 м/с^2
Венера
M = 4.9 * 10^24 кг
R = 6050 км
Значит
a = 8.9 м/с^2
Марс
M = 6.4 * 10^23 кг
R = 3400 км
Значит
a = 3.7 м/с^2
Для сравнения на Земле ускорение свободного падения 9.8м/с^2 - это наибольшее среди первых 4 планет Солнечной Системы
Пусть расстояние от первого заряда Q1 до искомой точки равно x, где:
0 < x < L
тогда поле в искомой точке будет характеризоваться напряжённостью с модулем:
E1 = kQ1/x² ;
Расстояние от данной точки до второго заряда равно L–x , при этом второй заряд находится с противоположной стороны от искомой точки, а значит, поле будет направлено в обратную сторону и будет иметь модуль напряжённости:
E2 = kQ2/(L–x)² ;
Для равновесия необходимо, чтобы противоположно направленные поля E1 и E2 уравновешивали друг друга, т.е. были друг другу равны:
E1 = E2 ;
kQ1/x² = kQ2/(L–x)² ;
x²/Q1 = (L–x)²/Q2 ;
x² Q2/Q1 – (L–x)² = 0 ;
( x √[Q2/Q1] + L – x ) ( x √[Q2/Q1] – L + x ) = 0 ;
( L – x ( 1 – √[Q2/Q1] ) ) ( x √[Q2/Q1] – L + x ) = 0 ;
0 < x < L , так что:
x – x √[Q2/Q1] < L ;
- x ( 1 – √[Q2/Q1] ) > –L ;
L - x ( 1 – √[Q2/Q1] ) > 0 ;
В итоге, просто:
x √[Q2/Q1] – L + x = 0 ;
x ( 1 + √[Q2/Q1] ) = L ;
x = L / ( 1 + √[Q2/Q1] ) ;
x ≈ 100 / ( 1 + √[3.33/1.67] ) ≈ 41.5 см .
Точка, где третий заряд будет находиться в равновесии, независимо от его знака и величины заряда – т.е. точка, где общее поле двух исходных зарядов станет равным нулю – будет находиться в 41.5 см от малого заряда и в 58.5 см от большого.