خطا
در شکل زیر دایره و مربع هممرکز هستند و بر روی هریک ۴ بار هماندازه به فاصلههای مساوی از یکدیگر قرار دارند. اگر شعاع دایره برابر با ۶۰cm، اندازهٔ هر ضلع مربع برابر با ۴۰cm و اندازهٔ هر بار $۴\mu C$ باشد، میدان الکتریکی برآیند در نقطهٔ O در SI کدام است؟ $(k=۹\times {{۱۰}^{۹}}\frac{N.{{m}^{۲}}}{{{C}^{۲}}})$
1
$۲۰\times {{۱۰}^{۵}}\overrightarrow{i}-۱۸\times {{۱۰}^{۵}}\overrightarrow{j}$
✓
✗
2
$-۱۶\times {{۱۰}^{۵}}\overrightarrow{i}-۱۸\times {{۱۰}^{۵}}\overrightarrow{j}$
✓
✗
3
$-۲۰\times {{۱۰}^{۵}}\overrightarrow{i}-۱۸\times {{۱۰}^{۵}}\overrightarrow{j}$
✓
✗
4
$۱۶\times {{۱۰}^{۵}}\overrightarrow{i}+۱۸\times {{۱۰}^{۵}}\overrightarrow{j}$
✓
✗
خطا
آن بارهایی که بهصورت هماندازه و همعلامت به صورت متقارن و قرینه نسبت به نقطهٔ O قرار دارند، میدان الکتریکیشان یکدیگر را خنثی میکند، پس برای بارهای باقیمانده داریم:اندازهٔ میدان حاصل از هر بار q از مربع را در نقطهٔ O، ${{E}_{1}}$ و اندازهٔ میدان حاصل از هر بار q از دایره در نقطهٔ O از دایره را ${{E}_{2}}$ در نظر میگیریم، داریم: میدان هر بار از مربع:${{E}_{1}}=k\frac{\left| q \right|}{r_{1}^{2}}=9\times {{10}^{9}}\times \frac{4\times {{10}^{-6}}}{{{(20\times {{10}^{-2}})}^{2}}}=9\times {{10}^{9}}\frac{N}{C}$ میدان هر بار از دایره:${{E}_{2}}=k\frac{\left| q \right|}{r_{2}^{2}}=9\times {{10}^{9}}\times \frac{4\times {{10}^{-6}}}{{{(60\times {{10}^{-2}})}^{2}}}={{10}^{5}}\frac{N}{C}$ حال با توجه به شکل، برایند میدانها را در محورهای x و y بهدست میآوریم. ${{\overrightarrow{E}}_{x}}=-{{E}_{1}}\overrightarrow{i}+2{{E}_{2}}\overrightarrow{i}=-2\times 9\times {{10}^{5}}\overrightarrow{i}+2\times {{10}^{5}}\overrightarrow{i}=-16\times {{10}^{5}}\overrightarrow{i}\,\,(\frac{N}{C})$ ${{\overrightarrow{E}}_{y}}=-2{{E}_{1}}\overrightarrow{j}=-18\times {{10}^{5}}\overrightarrow{j}\,\,(\frac{N}{C})\,\,\Rightarrow \,\,{{\overrightarrow{E}}_{T}}=-16\times {{10}^{5}}\overrightarrow{i}-18\times {{10}^{5}}\overrightarrow{j}\,\,(\frac{N}{C})$