የኩሎምብ ህግ - ችግሮች እና መፍትሄዎች

1. ሁለት ነጥብ ክፍያዎች፣ ኪው_A = +8 μC እና Q_B = -5 μC፣ በርቀት ይለያያሉ r = 10 ሴ.ሜ። የ የኤሌክትሪክ ኃይልቋሚው k = 8.988 x 10⁹ Nm²C^-2 = 9x10⁹ Nm²C^-2.

የሚታወቅ፦

ቻርጅ A (qA ₎ = +8 μC = +8 x 10 ^-6 C

ቻርጅ ቢ (q _B ) = -5 μC = -5 x 10 ^-6 C

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

በቻርጅ A እና B (r _{AB ) መካከል} ያለው ርቀት = 10 ሴሜ = 0.1 ሜትር

ተፈላጊ ፡ የኤሌክትሪክ ኃይል መጠን

መፍትሔው

የኩሎምብ ሕግ ፎርሙላ

የኤሌክትሪክ ኃይል መጠን;

[አይአርፒ]

2. ከታች ባለው ስእል እንደሚታየው ሁለት የተሞሉ ቅንጣቶች። Q _P = +10 μC እና Q _q = +20 μC በርቀት r = 10 ሴ.ሜ ይለያያሉ። የኤሌክትሮስታቲክ ኃይል መጠን ስንት ነው።

የሚታወቅ፦

ቻርጅ P (QP ₎ = +10 μC = +10 x 10 ^-6 C

ቻርጅ Q (QQ ₎ = +20 μC = +20 x 10 ^-6 C

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

በክፍያዎች P እና Q (r _{PQ )} መካከል ያለው ርቀት = 12 ሴሜ = 0.12 ሜ = 12 x 10 ^-2 ሜ

ተፈላጊ ፡ የኤሌክትሪክ ኃይል መጠን

መፍትሔው

[አይአርፒ]

3. ከታች ባለው ስእል እንደሚታየው ሶስት የተሞሉ ቅንጣቶች በአንድ መስመር ተደርድረዋል። ቻርጅ A = -5 μC፣ ቻርጅ B = +10 μC እና ቻርጅ C = -12 μC። በሌሎቹ ሁለት ክፍያዎች ምክንያት በቅንጣት B ላይ ያለውን የተጣራ ኤሌክትሮስታቲክ ኃይል አስሉ።

የሚታወቅ፦

ቻርጅ A (q _A ) = -5 μC = -5 x 10 ^-6 C

ቻርጅ ቢ (q _B ) = +10 μC = +10 x 10 ^-6 C

ቻርጅ ሲ (qC ₎ = -12 μC = -12 x 10 ^-6 C

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

_{በክፍሎች A እና B (r AB )} መካከል ያለው ርቀት = 6 ሴሜ = 0.06 ሜ = 6 x 10 ^-2 ሜ

_{በብናኝ B እና C (r BC )} መካከል ያለው ርቀት = 4 ሴሜ = 0.04 ሜ = 4 x 10 ^-2 ሜ

የሚፈለግ፡- በብናኝ B ላይ የተጣራ ኤሌክትሮስታቲክ ኃይል መጠን እና አቅጣጫ

መፍትሔው

በብቅል B ላይ ያለው የተጣራ ኃይል በብቅል B ላይ የሚተገበረው F _{BA እና በብቅል B ላይ የሚተገበረው F BC} በብቅል C የሚተገበረው ኃይል ቬክተር ድምር ነው።

በክፍል A ላይ በክፍል B ላይ የሚሠራው የኤፍ _BA ኃይል

 

የኤሌክትሮስታቲክ ኃይል አቅጣጫ ወደ ቅንጣት A (ወደ ግራ ይጠቁማል) ያመለክታል።

በክፍል A ላይ በክፍል B ላይ የሚሠራው ኃይል ኤፍ _{ቢ ሲ}

 

የኤሌክትሮስታቲክ ኃይል አቅጣጫ ወደ ቅንጣት ሐ (ወደ ቀኝ ይጠቁማል) ያመለክታል።

በብናኝ B ላይ ያለው የተጣራ ኤሌክትሮስታቲክ ኃይል

ኤፍ _ቢ = ኤፍ _ኤቢ – ኤፍ _ቢሲ = 675 N – 125 N = 550 ኒውተን።

በብቅል B ላይ ያለው የተጣራ ኤሌክትሮስታቲክ ኃይል አቅጣጫ ወደ ቅንጣት C (ወደ ቀኝ ይጠቁማል) ያመለክታል።

[አይአርፒ]

4. +Q ₁ = 10 μC፣ +Q ₂ = 50 μC እና Q ₃ ከዚህ በታች ባለው ምስል ላይ እንደተለዩት ተለያይተዋል። በክፍል 2 ላይ ያለው የተጣራ ኤሌክትሮስታቲክ ኃይል ዜሮ ከሆነ በቅንጣት 3 ላይ ያለው የኤሌክትሮስታቲክ ክፍያ ምንድነው?

የሚታወቅ፦

ቻርጅ 1 (q ₁ ) = +10 μC = +10 x 10 ^-6 C

ቻርጅ 2 (q ₂ ) = +50 μC = +50 x 10 ^-6 C

በቻርጅ 1 እና 2 መካከል ያለው ርቀት (r ₁₂ ) = 2 ሴሜ = 0.02 ሜ = 2 x 10 ^-2 ሜ

_{በቻርጅ 2 እና በቻርጅ 3 (r 23 )} መካከል ያለው ርቀት = 6 ሴሜ = 0.06 ሜ = 6 x 10 ^-2 ሜ

_{በንጥረ ነገር 2 ( F2} ) ላይ ያለው የተጣራ ኤሌክትሮስታቲክ ኃይል = 0

ተፈላጊ ፡ ቻርጅ 3 (q ₃ )

መፍትሔው

በቅንጣት 2 ላይ ያለው የተጣራ ኃይል በቅንጣት _{2 ላይ የሚሠራው F 21} ኃይል በቅንጣት 1 እና በቅንጣት 2 ላይ የሚሠራው F ₂₃ ኃይል በቅንጣት 3 ነው።

ቅንጣት 1ን በመጠቀም ቅንጣት 2 ላይ የሚሠራው ኃይል F ₂₁

የኤሌክትሮስታቲክ ኃይል አቅጣጫ ወደ ቅንጣት 3 (ወደ ቀኝ ይጠቁማል) ያመለክታል።

ኃይል ኤፍ₂₃ በቅንጣት 3 ቅንጣት 2 ላይ የተተገበረ፡ 

የኤሌክትሮስታቲክ ኃይል አቅጣጫ ወደ ቅንጣት 1 (ወደ ግራ ጠቁም) ያመለክታል።

በንጥረ ነገር 2 ላይ ያለው የተጣራ ኤሌክትሮስታቲክ ኃይል = 0: