Какова напряженность поля на расстоянии r = 0,02 м от центра равномерно заряженной сферы радиусом

Пояснение:
Для решения данной задачи необходимо учесть два фактора: поле, создаваемое равномерно заряженной сферой, и поле, создаваемое точечным зарядом в ее центре.

1. Найдем напряженность поля, создаваемого равномерно заряженной сферой. Для этого воспользуемся формулой для напряженности электрического поля на оси симметрии сферы:
E = k * σ * r,
где E — напряженность поля, k — постоянная электромагнитного поля, σ — поверхностная плотность заряда, r — расстояние от центра сферы до точки наблюдения.

Подставляя значения σ = 2·10–8 Кл/м^2 и r = 0,02 м в формулу, получим:
E1 = 9 * 10^9 * 2·10–8 * 0,02.

2. Теперь найдем напряженность поля, создаваемого точечным зарядом в центре сферы. Для точечного заряда в центре напряженность поля определяется формулой Кулона:
E2 = k * q / r,
где E2 — напряженность поля, q — заряд, r — расстояние от точки наблюдения до заряда.

Подставляя значения q = 2,22·10–10 Кл и r = 0,02 м в формулу, получим:
E2 = 9 * 10^9 * 2,22·10–10 / 0,02.

3. Наконец, суммируем значения E1 и E2, чтобы получить итоговую напряженность поля:
E = E1 + E2.

Пример использования:
Для расчета напряженности поля на расстоянии r = 0,02 м от центра равномерно заряженной сферы радиусом R = 0,03 м, с поверхностной плотностью заряда σ = 2·10–8 Кл/м2 и наличием точечного заряда q = 2,22·10–10 Кл в ее центре, необходимо использовать формулы:
E1 = 9 * 10^9 * 2·10–8 * 0,02,
E2 = 9 * 10^9 * 2,22·10–10 / 0,02,
E = E1 + E2.

Совет:
Для лучшего понимания понятия напряженности поля рекомендуется изучить основные принципы электростатики, включая формулу Кулона и формулу для напряженности поля на оси симметрии сферы.

Упражнение:
Найдите напряженность поля на расстоянии r = 0,01 м от центра равномерно заряженной сферы радиусом R = 0,02 м, с поверхностной плотностью заряда σ = 5·10–9 Кл/м2 и наличием точечного заряда q = 1,11·10–10 Кл в ее центре.