Номер 2, страница 121 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

2. Заряды каких заряженных тел можно считать точечными?

2. Заряды каких заряженных тел можно считать точечными?

Точечный заряд — это физическая модель (идеализация), используемая в электростатике. Она представляет собой электрический заряд, который считается сосредоточенным в одной точке пространства. В реальном мире все заряженные тела имеют определенные размеры, но в некоторых ситуациях их можно рассматривать как точечные для упрощения расчетов.

Заряд тела можно считать точечным, если его форма и размеры не имеют значения для решения конкретной физической задачи. Главным образом, это возможно в следующих случаях:

• Основной критерий: Размеры заряженного тела пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до других тел, с которыми оно взаимодействует, или до точки пространства, в которой определяется его электрическое поле. Если обозначить характерный линейный размер тела (например, диаметр) как $l$, а расстояние от тела до точки наблюдения как $r$, то для применимости модели точечного заряда должно выполняться условие $l \ll r$.
• Тела со сферической симметрией: Если заряд равномерно распределен по поверхности сферы или по объему шара, то такое тело создает вне себя электрическое поле, идентичное полю точечного заряда той же величины, помещенного в центр этой сферы или шара. Поэтому при рассмотрении электростатического взаимодействия на расстояниях, превышающих радиус тела ($r > R$), его можно считать точечным зарядом.
• Элементарные частицы: В большинстве задач физики макромира элементарные частицы (например, электрон, протон) рассматриваются как точечные заряды, поскольку их собственные размеры чрезвычайно малы по сравнению с любыми другими расстояниями в задаче.

Использование модели точечного заряда позволяет применять закон Кулона в его простейшей форме и значительно упрощает вычисление электрических полей и сил.

Ответ: Заряды можно считать точечными, если линейные размеры заряженных тел значительно меньше расстояний до других зарядов или до точек наблюдения. Также заряд равномерно заряженной сферы или шара можно считать точечным при рассмотрении поля и сил на расстояниях, превышающих их радиус.