latex/problems/Serway_and_Jewett_8/problem25.21.tex

   1 \begin{problem*}{25.21}
   2 Two particles each with charge $+2.00\U{$\mu$C}$ are located on the
   3 $x$ axis.  One is at $x=1.00\U{m}$, and the other is at
   4 $x=-1.00\U{m}$.  \Part{a} Determine the electric potential on the $y$
   5 axis at $y=0.500\U{m}$.  \Part{b} Calculate the change in electric
   6 potential energy of the system as a third charged particle of
   7 $-3.00\U{$\mu$C}$ is brought in from infinitely far away to a position
   8 on the $y$ axis at $y=0.500\U{m}$.
   9 \end{problem*}
  10
  11 \begin{solution}
  12 \Part{a}
  13 \begin{equation}
  14   V_3 = k_e \frac{q_1}{r_{13}} + k_e \frac{q_2}{r_{12}}
  15     = 2 k_e \frac{2\U{$\mu$C}}{\sqrt{(1.00\U{m})^2 + (0.500\U{m})^2}}
  16     = \ans{32.2\U{kV}}
  17 \end{equation}
  18
  19 \Part{b}
  20 \begin{equation}
  21   \Delta U = q_3 V_3 - q_3 V_\infty = q_3 V_3 = \ans{-96.5\U{mJ}}
  22 \end{equation}
  23 \end{solution}