Как изменится потенциальная энергия электрического поля, если увеличить заряд в 3 раза?

Потенциальная энергия электрического поля прямо пропорциональна величине зарядов, взаимодействующих в этом поле. Формула для вычисления потенциальной энергии $W$ взаимодействия двух точечных зарядов выглядит следующим образом:

где:

• $k$ — коэффициент пропорциональности, равный $\frac{1}{4\pi \varepsilon_0}$ в вакууме;
• $q_1$ и $q_2$ — величины взаимодействующих зарядов;
• $r$ — расстояние между зарядами.

Если мы увеличим один из зарядов, например $q_1$, в 3 раза, то потенциальная энергия станет равной:

Таким образом, потенциальная энергия увеличится ровно в 3 раза. Это связано с линейной зависимостью энергии от величины зарядов.

Важно отметить, что если изменяются другие параметры, такие как расстояние $r$, то итоговое изменение потенциальной энергии будет зависеть и от этих факторов. Однако при неизменном $r$ и фиксированном втором заряде $q_2$, увеличение одного заряда в 3 раза приведет к увеличению потенциальной энергии также в 3 раза.