Для определения напряженности электрического поля в точке M, создаваемого двумя зарядами ( q_1 ) и ( q_2 ), необходимо учитывать вклад каждого заряда в отдельности. Напряженность электрического поля ( \mathbf{E} ) от точечного заряда определяется по формуле:
[
\mathbf{E} = \frac{k \cdot |q|}{r^2} \cdot \mathbf{n}
]
где:
- ( k ) — электрическая постоянная (( 8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 )),
- ( q ) — величина точечного заряда,
- ( r ) — расстояние от заряда до точки, в которой вычисляется напряженность,
- ( \mathbf{n} ) — единичный вектор, направленный от заряда к точке.
Для заряда ( q_1 = 2 \times 10^{-12} \, \text{Кл} ) и расстояния ( r_1 = 4 \, \text{см} = 0.04 \, \text{м} ):
[
E_1 = \frac{8.99 \times 10^9 \cdot 2 \times 10^{-12}}{(0.04)^2} = \frac{17.98 \times 10^{-3}}{0.0016} = 11.2375 \, \text{Н/Кл}
]
Для заряда ( q_2 = 4 \times 10^{-12} \, \text{Кл} ) и расстояния ( r_2 = 3 \, \text{см} = 0.03 \, \text{м} ):
[
E_2 = \frac{8.99 \times 10^9 \cdot 4 \times 10^{-12}}{(0.03)^2} = \frac{35.96 \times 10^{-3}}{0.0009} = 39.9556 \, \text{Н/Кл}
]
Теперь необходимо определить направление полей ( \mathbf{E}_1 ) и ( \mathbf{E}_2 ). Предположим, что оба заряда положительные, тогда векторы напряженности будут направлены от зарядов. Если заряды расположены в одной плоскости, и точка М лежит на прямой между зарядами, то векторы напряженности ( \mathbf{E}_1 ) и ( \mathbf{E}_2 ) суммируются векторно.
Суммарный вектор напряженности ( \mathbf{E} ) в точке M определяется как векторная сумма ( \mathbf{E}_1 ) и ( \mathbf{E}_2 ). Если точка M расположена на линии, соединяющей заряды, и векторы направлены в противоположные стороны, то:
[
E = E_2 - E_1 = 39.9556 - 11.2375 = 28.7181 \, \text{Н/Кл}
]
Таким образом, напряженность электрического поля в точке M равна ( 28.7181 \, \text{Н/Кл} ), и она направлена в сторону, противоположную меньшему заряду, если оба заряда положительные. Если заряды имеют разные знаки, направление напряженности будет определяться векторной суммой, учитывая направление единичных векторов.