የኤሌክትሮስታቲክ ኃይል - ችግሮች እና መፍትሄዎች
1. የማይንቀሳቀስ የኤሌክትሪክ ኃይል 144 N ከሆነ፣ በሁለቱም ክፍያዎች መካከል ያለው ርቀት ስንት ነው … (1 μC = 10 -6 C እና k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 )
የሚታወቅ፦
የኤሌክትሪክ ኃይል (F 12 ) = 144 N
ቻርጅ 1 (q 1 ) = 10 μC = 10 x 10 -6 C
ቻርጅ 2 (q 2 ) = 4 μC = 4 x 10 -6 C
ቋሚ (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2
C = ኩሎምብ፣ N = ኒውተን፣ m = ሜትር
የሚፈለግ ፡ በሁለቱም ክፍያዎች መካከል ያለው ርቀት (r)
መፍትሔው
የኩሎምብ ህግ እኩልታ
F = የማይንቀሳቀስ የኤሌክትሪክ ኃይል፣ k = የኩሎምብ ቋሚ፣ q = የኤሌክትሪክ ኃይል፣ r = በሁለቱም ክፍያዎች መካከል ያለው ርቀት
በሁለቱም ክፍያዎች መካከል ያለው ርቀት (r) = 5 x 10 -2 ሜትር = 5 x 10 -2 x 10 2 ሴሜ = 5 ሴ.ሜ.
2. በr ርቀት የተለዩ ሁለት ክፍያዎች ። የማይንቀሳቀስ የኤሌክትሪክ ኃይል 3.6 N ከሆነ፣ በሁለቱም ክፍያዎች መካከል ያለው ርቀት ስንት ነው (1 μC = 10 -6 C እና k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 )
የሚታወቅ፦
የኤሌክትሪክ ኃይል (F 12 ) = 3.6 N
ቻርጅ 1 (q 1 ) = 9 μC = 9 x 10 -6 C
ቻርጅ 2 (q 2 ) = 4 μC = 4 x 10 -6 C
የኩሎምብ ቋሚ (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2
C = ኩሎምብ፣ N = ኒውተን፣ m = ሜትር
የሚፈለግ ፡ በሁለቱም ክፍያዎች መካከል ያለው ርቀት (r)
መፍትሔው
በሁለቱም ክፍያዎች መካከል ያለው ርቀት (r) = 0.3 ሜትር = 0.3 x 100 ሴ.ሜ = 30 ሴ.ሜ.
3. ከታች ባለው ስእል እንደሚታየው የሶስት ነጥብ ክፍያዎች። በነጥብ A (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ፤ 1 μ = 10 -6 ) ላይ ያለው የማይንቀሳቀስ የኤሌክትሪክ ኃይል መጠን ስንት ነው?
የሚታወቅ፦
ክፍያ ኤ (q)A) = -2 μC = -2 x 10-6 C
ቻርጅ ቢ (q B ) = 8 μC = 8 x 10 -6 C
ቻርጅ C (qC ) = 4,5 μC = 4,5 x 10 -6 C
የኩሎምብ ቋሚ (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2
በቻርጅ A እና B (r AB ) መካከል ያለው ርቀት = 4 ሴሜ = 4 x 10 -2 ሜትር
በቻርጅ A እና C (r AC ) መካከል ያለው ርቀት = 3 ሴሜ = 3 x 10 -2 ሜትር
C = ኩሎምብ፣ N = ኒውተን፣ m = ሜትር
ተፈላጊ ፡ በነጥብ ሀ ላይ ያለው የማይንቀሳቀስ የኤሌክትሪክ ኃይል
መፍትሔው
የኩሎምብ ህግ እኩልታ፡
F = የማይንቀሳቀስ የኤሌክትሪክ ኃይል ፣ k = የኩሎምብ ቋሚ ፣ q = የኤሌክትሪክ ክፍያ ፣ r = በሁለቱም ክፍያዎች መካከል ያለው ርቀት
በነጥብ ሀ ላይ ያለው የማይንቀሳቀስ የኤሌክትሪክ ኃይል፡
4. ከታች ባለው ስእል እንደሚታየው የሶስት ነጥብ ክፍያዎች። በቻርጅ ቢ (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μC = 10 -6 C ) የተጋለጠው የኩሎምብ ኃይል መጠን ስንት ነው ?
የሚታወቅ፦
q A = 10 µC = 10 x 10 -6 C = 10 -5 ኩሎምብ
q B = 10 µC = 10 x 10 -6 = 10 -5 ኩሎምብ
q C = 20 µC = 20 x 10 -6 = 2 x 10 -5 ኩሎምብ
r AB = 0.1 ሜትር = 10 -1 ሜትር
r BC = 0.1 ሜትር = 10 -1 ሜትር
k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2
ተፈላጊ ፡ በቻርጅ ቢ የተፈተነ የኩሎምብ ኃይል
መፍትሔው
ሁለት የኩሎምብ ኃይሎች በቻርጅ ቢ ላይ የሚንቀሳቀሱ ናቸው፣ በቻርጅ A እና B (F AB ) መካከል የኩሎምብ ኃይል እና በቻርጅ B እና C (F BC ) መካከል የኩሎምብ ኃይል ። በቻርጅ B ውስጥ የሚለማመደው የኩሎምብ ኃይል የF AB እና F BC የተጣራ ኃይል ነው ።
በቻርጅ A እና B መካከል የኩሎምብ ኃይል፡
ክፍያ A ፖዘቲቭ እና ክፍያ B ፖዘቲቭ ተፈርሟል ስለዚህ F AB ወደ ክፍያ C ያመላክታል።
በክፍያዎች B እና C መካከል የኩሎምብ ኃይል፡
ክፍያ B ፖዘቲቭ እና ክፍያ C ፖዘቲቭ የሚል ምልክት ተደርጎባቸዋል፤ ስለዚህም F BC ወደ ክፍያ A ያመላክታል።
በቻርጅ ቢ የተለማመደ የኩሎምብ ኃይል፡
ኤፍ ቢ = ኤፍ ቢሲ – ኤፍ ቢ = 180 – 90 = 90 ኒ
በቻርጅ B (F B ) የሚለካው የኩሎምብ ኃይል 90 ኒውተን ነው። የF B አቅጣጫ ከF BC ነጥቦች ወደ ቻርጅ A ከሚወስደው አቅጣጫ ጋር ተመሳሳይ ነው።
5. በቻርጅ B ላይ የኩሎምብ ኃይል መጠን እና አቅጣጫ ይወስኑ ( k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2 ፣ 1 μC = 10 −6 C)።
የሚታወቅ፦
ክፍያ A (q A ) = +Q
ቻርጅ ቢ (q B ) = -2Q
ቻርጅ ሲ (qC ) = -Q
በክፍያዎች A እና B (r AB ) መካከል ያለው ርቀት = r
በቻርጅ B እና C (r BC ) መካከል ያለው ርቀት = 2r
k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2
ተፈላጊ ፡ የኩሎምብ ኃይል በቻርጅ ቢ ላይ ያለው መጠን እና አቅጣጫ
መፍትሔው
በቻርጅ A እና B መካከል የኩሎምብ ኃይል፡
ቻርጅ A ፖዘቲቭ ሲሆን ቻርጅ B ደግሞ ኔጌቲቭ ስለሆነ የ F AB አቅጣጫ ወደ ቻርጅ A ያመላክታል።
በቻርጅ ቢ እና በቻርጅ ሲ መካከል ያለው የኩሎምብ ኃይል፡
ቻርጅ ቢ ኔጌቲቭ ሲሆን ቻርጅ ሲ ደግሞ ኔጌቲቭ ስለሆነ የኤፍ ቢሲ አቅጣጫ ወደ ቻርጅ ኤ ያመላክታል።
የተጣራ የኃይል እርምጃ በክፍያ ለ፡
ረ = ረAB + ረBC = 2 ኪ.ኪ.2/r2 + 0.5 ኪ.ኪ.2/r2 = 2.5 ኪ.ኪ.2/r2 = 2.5 ኪ.ኪ.2 r-2
የኃይል ነጥቦች ወደ ቻርጅ A ወይም ወደ ግራ አቅጣጫ አቅጣጫ።
