የኤሌክትሪክ አቅም ያላቸው የኃይል ጥያቄዎች ምሳሌ

የኤሌክትሪክ አቅም ያላቸው የኃይል ጥያቄዎች ምሳሌ

1. አንድ ኤሌክትሮን ከእረፍት የሚፈጀው በ12 ቮልት እምቅ ልዩነት ነው። በኤሌክትሮኑ እምቅ ኃይል ላይ ያለው ለውጥ ምንድን ነው?
የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ምሳሌ ጥያቄ 1 ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
ጫን 1 ኤሌክትሮን (ሠ) = -1,60 x 10^-19 ኩሎምብ
የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት = የኤሌክትሪክ ቮልቴጅ (V) = 12 ቮልት
የተጠየቀው፦ የኤሌክትሮን እምቅ ኃይል ለውጥ (ΔEP)
መልስ፡
ΔEP = q V = (-1,60 x 10^-19 ሐ)(12 ቪ) = -19,2 x 10^-19 ዬሉል
አሉታዊ ምልክቱ ማለት የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል ይቀንሳል። ኔጌቲቭ ቻርጅድ ፕሌት አጠገብ ሲደርስ የኤሌክትሮኑ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ከፍተኛውን ደረጃ ላይ ይደርሳል። በአዎንታዊ ቻርጅድ ፕሌት አቅራቢያ ከደረሰ በኋላ የኤሌክትሮኑ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ዝቅተኛው ደረጃ ላይ ይደርሳል።

2. ሁለት ትይዩ ሳህኖች እያንዳንዳቸው በአዎንታዊ እና በአሉታዊ መልኩ ተሞልተዋል። በሁለቱ ሳህኖች መካከል ያለው የኤሌክትሪክ መስክ 500 ቮልት/ሜትር ነው። በሁለቱ ሳህኖች መካከል ያለው ርቀት 2 ሴ.ሜ ነው። ፕሮቶን ከአዎንታዊ ቻርጅ ሳህን ወደ አሉታዊ ቻርጅ ሳህን ሲንቀሳቀስ ያለውን እምቅ የኃይል ለውጥ ይወስኑ!
የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ምሳሌ ጥያቄ 2 ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
የኤሌክትሪክ መስክ በሁለቱ ሳህኖች መካከል (ኢ) = 500 ቮልት/ሜትር
በሁለቱ ሳህኖች መካከል ያለው ርቀት = 2 ሴ.ሜ = 0,02 ሜትር
የፕሮቶን ክፍያ = +1,60 x 10^-19 ኩሎምብ
የተጠየቀው፦ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ለውጥ (ΔEP)
መልስ፡

መጀመሪያ ሊኖር የሚችለውን ልዩነት አስሉ ወይም የኤሌክትሪክ ቮልቴጅ :

ቪ = ኢ ሰ
V = (500 ቮልት/ሜትር)(0,02 ሜትር)
ቪ = 10 ቮልት

በኤሌክትሪክ ኃይል አቅም ላይ የሚደረጉ ለውጦች፡

ΔEP = q V
ΔEP = (1,60 x 10^-19 ሐ)(10 ቮ)
ΔEP = 16 x 10^-19 ዬሉል
ΔEP = 1,6 x 10^-18 ዬሉል

ፖዘቲቭ ቻርጅድ ፕሌት አጠገብ ሲደርሱ የፕሮቶን የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ከፍተኛውን ደረጃ ላይ ይደርሳል። አሉታዊ ቻርጅድ ፕሌት አጠገብ ሲደርሱ የፕሮቶን የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ዝቅተኛው ደረጃ ላይ ይደርሳል። ስለዚህ፣ ከአዎንታዊ ቻርጅድ ፕሌት ወደ አሉታዊ ቻርጅ ፕሌት ሲሸጋገር የፕሮቶን የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ይቀንሳል።

እንዲሁም ያንብቡ ሾጣጣ መስታወት

3. ከታች ባለው ስእል እንደሚታየው ሁለት ክፍያዎች ተደርድረዋል። በA ላይ ያለው ክፍያ +9 μC ሲሆን በB ላይ ያለው ክፍያ -4 μC ነው። የኩሎምብ ቋሚ (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 ሐ. የቻርጅ ቢ የኤሌክትሪክ አቅም ወደ ቻርጅ ኤ ከተንቀሳቀሰ ምን ያህል ይለወጣል?
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
ክፍያ ሀ (q)₁) = +9 μC = +9 x 10^-6 C
ቻርጅ ቢ (q)₁) = -4 μC = -4 x 10^-6 C
የኩሎምብ ቋሚ (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
በቻርጅ A እና B (r) መካከል ያለው ርቀት = 10 ሴሜ = 0,1 ሜትር = 10^-1 ሜትር
የተጠየቀው፦ ወደ ቻርጅ A ከተንቀሳቀሰ የቻርጅ B የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ለውጥ
መልስ፡

የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ምሳሌ ጥያቄ 4

ቻርጅ ቢ ወደ ቻርጅ A ይንቀሳቀሳል፣ በዚህም የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይሉ በ2,4 ጁልስ ይቀንሳል።
ይህ ወደ ምድር ወደ ታች ከሚንቀሳቀስ ግዙፍ ነገር ጋር ተመሳሳይ ነው፣ በዚህም ቁመቱ እና የስበት እምቅ አቅሙ ይቀንሳል።

4. የ \( q = 5 \times 10^{-6} \) C ቻርጅ ያለው ቅንጣት በ \( V = 300 \) V አቅም ባለው የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ ይቀመጣል። የንጥረ ነገሩ የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል ምንድነው?

ውይይት፡
የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል የሚሰጠው በ፡
\[ U = q \times V \]
\[ U = 5 \ጊዜ 10^{-6} \ጊዜ 300 \]
\[ U = 1.5 \times 10^{-3} \] J

5. ኤሌክትሮን በኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ 500 ቮልት አቅም ባለው ቦታ ላይ ይቀመጣል። የኤሌክትሮኑ የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል ምንድነው?

ውይይት፡
የኤሌክትሮን ቻርጅ \( q = -1.6 \times 10^{-19} \) C.
\[ U = q \times V \]
\[ U = -1.6 \ጊዜ 10^{-19} \ጊዜ 500 \]
\[ U = -8 \times 10^{-17} \] J

እንዲሁም ያንብቡ የድምፅ ፍጥነት ጥያቄዎች ምሳሌ

6. ፕሮቶን ከ100 ቮልት አቅም ወደ 200 ቮልት ይንቀሳቀሳል። በእምቅ ኃይሉ ላይ ያለው ለውጥ ምንድን ነው?

ውይይት፡
የፕሮቶን ቻርጅ \( q = 1.6 \times 10^{-19} \) C.
\[ \Delta U = q \times \Delta V \]
\[ \ዴልታ ዩ = 1.6 \ጊዜ 10^{-19} \ጊዜ (200 - 100) \]
\[ \ዴልታ ዩ = 1.6 \times 10^{-17} \] ጄ

7. ሁለት ቻርጅ ያላቸው ነገሮች \( q_1 = 2 \times 10^{-6} \) C እና \( q_2 = -3 \times 10^{-6} \) C በኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ የተቀመጡ ሲሆን \( V = 400 \) V. የሁለቱ ነገሮች አጠቃላይ እምቅ ኃይል ስንት ነው?

ውይይት፡
\[ U_1 = q_1 \times V \]
\[ U_2 = q_2 \times V \]
\[ U_{ጠቅላላ} = U_1 + U_2 \]
\[ U_{ጠቅላላ} = (2 \ጊዜ 10^{-6} + (-3 \ጊዜ 10^{-6})) \ጊዜ 400 \]
\[ U_{ጠቅላላ} = -4 \ጊዜ 10^{-3} \] ጄ

8. ቻርጅ ያለው አዮን \( q = 4e \) (የመጀመሪያው ቻርጅ የት ነው \( e \)) በኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ እምቅ አቅም ያለው \( V = 250 \) V. የአዮኑ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ምንድነው?

ውይይት፡
\[ U = q \times V \]
\[ U = 4 \ጊዜ 1.6 \ጊዜ 10^{-19} \ጊዜ 250 \]
\[ U = 1.6 \times 10^{-16} \] J

9. የ \( q = -7 \times 10^{-5} \) C ቻርጅ ያለው ቅንጣት \( 2 \times 10^{-2} \) እምቅ ኃይል እንዳለው ይታወቃል። ጄ. ቅንጣቱ የሚገኝበት የኤሌክትሪክ መስክ እምቅ አቅም ምንድነው?

ውይይት፡
\[ U = q \times V \]
\[V = \frac{U}{q} \]
\[V = \frac{2 \times 10^{-2}}{-7 \times 10^{-5}} \]
\[ V = -285.71 \] V

እንዲሁም ያንብቡ የኳንተም ክስተቶችን የሚመለከቱ የምሳሌ ጥያቄዎች

10. ሁለት ቻርጅ ያላቸው ነገሮች \( q_1 = 5e \) እና \( q_2 = -2e \) በኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ ሲሆኑ የ \( V = 300 \) V አቅም አላቸው። የሁለቱ ነገሮች አጠቃላይ እምቅ ኃይል ስንት ነው?

ውይይት፡
\[ U_1 = q_1 \times V \]
\[ U_2 = q_2 \times V \]
\[ U_{ጠቅላላ} = U_1 + U_2 \]
\[ U_{ጠቅላላ} = (5 \ጊዜ 1.6 \ጊዜ 10^{-19} – 2 \ጊዜ 1.6 \ጊዜ 10^{-19}) \ጊዜ 300 \]
\[ U_{ጠቅላላ} = 1.44 \ጊዜ 10^{-16} \] J

11. ቻርጅ ያለው አዮን \( q = -3e \) \( -9.6 \times 10^{-19} \) እምቅ ኃይል አለው J. አዮኑ የሚገኝበት የኤሌክትሪክ መስክ እምቅ አቅም ምንድነው?

ውይይት፡
\[ U = q \times V \]
\[V = \frac{U}{q} \]
\[V = \frac{-9.6 \times 10^{-19}}{-3 \times 1.6 \times 10^{-19}} \]
\[ ቪ = 200 \] ቪ

12. በኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ ያለው የቻርጅ \( q \) የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል እምቅ ኃይል \( V = 450 \) V \( 9 \times 10^{-18} \) ነው ጄ. ቻርጅ \( q \) ምንድን ነው?

ውይይት፡
\[ U = q \times V \]
\[ q = \frac{U}{V} \]
\[ q = \frac{9 \times 10^{-18}}{450} \]
\[ q = 2 \ጊዜ 10^{-20} \] ሐ

13. አዎንታዊ ክፍያ \( q = 1.5 \times 10^{-19} \) C ከኃይል ካለው ነጥብ \( V_1 = 100 \) V ወደ \( V_2 = 500 \) V. በእምቅ ኃይል ላይ ያለው ለውጥ ምንድነው?

ውይይት፡
\[ \Delta U = q \times \Delta V \]
\[ \ዴልታ ዩ = 1.5 \ጊዜ 10^{-19} \ጊዜ (500 - 100) \]
\[ \ዴልታ ዩ = 6 \times 10^{-17} \] ጄ