Прыклады пытанняў па сіле Кулона

9 прыкладаў пытанняў пра сілу Кулона

1. Тры грузы размешчаны, як паказана на малюнку ніжэй. Кулонаўская сіла, якая дзейнічае на зарад B, роўная … (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 мкКл = 10^-6 C)

A. 09 x 10 ¹ Н для зарадкі C

B. 09 x 10 ¹ Н для зарадкі A

C. 18 x 10⁻¹ ^Н для зарадкі C

D. 18 x 10 ¹ Н для зарадкі A

E. 36 x 10 ¹ Н для зарадкі C

Абмеркаванне

Вядома, што :

q _A = 10 мкКл = 10 x ^10⁻⁶ C = ^10⁻⁶ кулонаў

q _B = 10 мкКл = 10 x ^10⁻⁶ = ^10⁻⁶ кулонаў

q _C = 20 мкКл = 20 x ^10⁻⁶ = 2 x ^10⁻⁶ кулонаў

r _AB = 0,1 метра = 10 ^-1 метра

r _BC = 0,1 метра = 10 ^-1 метра

^k = 9 x ^10⁻⁹ Нм²C − ²

Пытанне : Кулонаўская сіла, якая дзейнічае на зарад B

Адказ :

На зарад B дзейнічаюць дзве кулонаўскія сілы або электрычныя сілы, а менавіта сіла Кулона паміж зарадамі A і B (FAB ₎ і сіла Кулона паміж зарадамі B і C (FBC ₎ . Кулонаўская сіла, якая ўздзейнічае на зарад B, з'яўляецца выніковай сілы _FAB і _FBC.

Кулонаўская сіла паміж зарадамі А і В:

Зарад А дадатны, і зарад В таксама дадатны, таму F _AB рухаецца да зарада С.

Кулонаўская сіла паміж зарадамі B і C:

Зарад B дадатны, і зарад C таксама дадатны, таму FBC _{рухаецца} да зарада A.

Кулонаўская сіла, якая ўздзейнічае на зарад B:

F _B = F _BC – F _AB = 180-90 = 90 Н

Велічыня кулонаўскай сілы, якая дзейнічае на зарад B (F _B ), складае 90 ньютана. Кірунак F _B супадае з кірункам F _BC , а менавіта ў бок зарада A.

Правільны адказ — Б.

2. Велічыня і кірунак кулонаўскай сілы, якая дзейнічае на зарад B, роўная... ( ^k = 9 x 10⁻⁹ ^Нм²C⁻² , ¹ мкКл = 10⁻⁶ ^Кл )

А. 2,5 к Q ² r ^-2 налева

B. 2,5 k Q ² r ^-2 направа

C. 2 k Q ² r ^-2 налева

D. 2 k Q ² r ^-2 направа

E. 1 k Q ² r ^-2 налева

Абмеркаванне

Вядома, што :

Зарад А (q _A ) = +Q

Зарад B (q _B ) = -2Q

Зарад C (q _C ) = -Q

Адлегласць паміж зарадамі A і B ( _rAB ) = r

Адлегласць паміж зарадамі B і C (rBC ₎ = 2r

^k = 9 x ^10⁻⁹ Нм²C − ²

Запытана : велічыня і кірунак сілы Кулона, якая дзейнічае на зарад B.

Адказ :

Кулонаўская сіла паміж зарадам А і зарадам В:

Зарад А дадатны, а зарад В адмоўны, таму кірунак F _AB накіраваны ў бок зарада А.

Кулонаўская сіла паміж зарадам B і зарадам C:

Зарад B адмоўны, і зарад C таксама адмоўны, таму FBC _{накіраваны} ў бок зарада A.

Рэзультуючая сіла, якая дзейнічае на зарад B:

F = _FAB + _FBC = 2k Q2 ^/ r2 ⁺ 0,5k Q2 ^{/ r2} = 2,5k Q2 ^/ r2 ⁼ 2,5k ^{Q2 /} r2

Кірунак кулонаўскай сілы накіраваны ў бок зарада А або налева.

Правільны адказ — А.

3. Два электрычныя зарады размешчаны асобна, як паказана на малюнку. Зарад у кропцы А роўны 8 мкКл, а сіла прыцягнення, якая дзейнічае на абодва зарады, роўная 45 Н. Калі зарад А зрушыцца ўправа на 1 см і k = 9.109 ^Нм² · ^{C⁻² ,} то сіла прыцягнення, якая дзейнічае на абодва зарады, роўная…

А. 45 N

B. 60 N

C. 80 N

D. 90 N

Усходняя 120 паўночнай шыраты

Абмеркаванне

Вядома, што :

Электрычны зарад пры A (q _A ) = 8 мкКл = 8 x ^10⁻⁶ кулонаў

Электрычная сіла паміж двума зарадамі (Ф) = 45 Ньютана

Адлегласць паміж двума зарадамі (rAB ₎ = 4 см = 0,04 метра = 4 × ^10⁻² метраў

Канстанта (k) = 9 ^{x 10⁻⁹} Нм² · ^C⁻²

Пытанне : Якая электрычная сіла ўздзейнічае паміж двума зарадамі, калі зарад А зрушыцца ўправа на 1 см або 0,01 метра?

Адказ :

Спачатку вылічыце электрычны зарад у кропцы B, затым вылічыце электрычную сілу паміж двума электрычнымі зарадамі, калі электрычны зарад у кропцы A зрушаны ўправа на 1 см.

Электрычны зарад у кропцы B :

Формула Закон Кулона :

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r²

Fr² = k( _qA ) ⁽ _qB )

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

Электрычны зарад у кропцы B :

q _B = (45)(4 x ^10⁻² ) ^² / (9 x ^10⁻ )(2 x ^10⁻⁶ )

q _B = (45)(16 × ^10⁻⁴ ) / 72 × ^10⁻³

q _B = (720 × ^10⁻⁴ ) / (72 × ^10³ )

q _B = 10 x ^10⁻⁷ кулонаў

Электрычная сіла паміж электрычнымі зарадамі А і В :

Калі зарад у кропцы А зрушыцца ўправа на 1 см, адлегласць паміж двума зарадамі стане роўнай 3 см = 0,03 метра = 3 * 10⁻² ^метраў.

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r²

F = (9 × 10⁻ ⁾ (8 × ^10⁻⁶ )(10 × ^10⁻⁷ ) / (3 × ^10⁻² ) ^²

F = (9 x 10³ ⁾ (80 x ^10⁻⁷ ) / (9 x ^10⁻⁴ )

F = (1 x 10³ ⁾ (80 x ^10⁻⁷ ) / (1 x ^10⁻⁴ )

F = (80 х 10⁻⁴ ⁾ / (1 х ^10⁻⁴ )

F = 80 Ньютанаў

Правільны адказ — С.

4. Два электрычныя зарады P і Q, якія знаходзяцца на адлегласці 10 см адзін ад аднаго ^, адчуваюць сілу прыцягнення 8 Н. Калі зарад Q зрушыцца на 5 см у бок зарада P (1 мкКл = 10⁻⁶ ^Кл і k = 9 x 10⁻⁶ ^Нм² · Кл ⁾ , то ўзнікае электрычная сіла...

А. 8 N

B. 16 N

C. 32 N

D. 40 N

Усходняя 56 паўночнай шыраты

Абмеркаванне

Вядома, што :

Адлегласць паміж зарадамі P і Q (rPQ ₎ = 10 см = 0,1 м = 1 × ^10⁻¹ м

Электрычная сіла паміж зарадамі P і Q (F) = 8 Н

Электрычны зарад Q (q _Q ) = 40 мкКл = 40 x ^10⁻⁶ Кл

Канстанта (k) = 9 ^{x 10⁻⁹} Нм² · ^C⁻²

Пытанне : Электрычная сіла паміж зарадамі P і Q, калі зарад Q зрушыцца на 5 см у бок зарада P.

Адказ :

Спачатку вылічыце электрычны зарад P, а затым вылічыце электрычную сілу паміж двума электрычнымі зарадамі, калі электрычны зарад Q зрушыўся на 5 см у бок зарада P.

Электрычны зарад P :

qP = Fr² ^/ k _{( qQ} )

qP ₌ (8)(1 × ^10⁻¹ ) ^² / (9 × ^10⁻¹ )(40 × ^10⁻⁶ )

qP ₌ (8)(1 × ^10⁻² ) / 360 × ^10³

qP ₌ (8 × 10⁻² ⁾ / (36 × ^10⁴ )

qP ₌ (1 × ^10⁻² ) / (4,5 × ^10⁴ )

q _P = (1/4,5) x ^10⁻⁶ Кулон

Электрычная сіла паміж электрычнымі зарадамі P і Q :

Калі зарад у кропцы Q зрушыцца ўлева на 5 см, адлегласць паміж двума зарадамі стане роўнай 5 см = 0,05 метра = 5 * 10⁻² ^метраў.

F = k(qP ₎ ( _qQ ) / ^r²

F = (9 × 10⁻ ⁾ ((1/4,5) × ^10⁻⁶ )(40 × ^10⁻⁶ ) / (5 × ^10⁻² ) ^²

F = (2 x 10³ ⁾ (40 x ^10⁻⁷ ) / (25 x ^10⁻⁴ )

F = (80 х 10⁻⁴ ⁾ / (25 х ^10⁻⁴ )

F = 3,2 х ^10⁻¹

F = 32 Ньютанаў

Правільны адказ — С.

5. Паглядзіце на наступны малюнак электрычных зарадаў. Электрычная сіла, якая дзейнічае на зарад q _B, складае 8 Н (1 мкКл = 10⁻⁶ ^Кл ) і (k = 9· ^10⁻⁹ Нм² ·C⁻² ⁾ . Калі зарад q _B зрушыцца на адлегласць 4 см ад кропкі A, то электрычная сіла, якая дзейнічае на q _B, ^цяпер будзе…

А. 2 N

B. 4 N

C. 6 N

D. 8 N

Усходняя 10 паўночнай шыраты

Абмеркаванне

Вядома, што :

Адлегласць паміж зарадамі A і B (rAB ₎ = 2 см = 0,02 м = 2 × ^10⁻² м

Электрычная сіла паміж зарадамі A і B (F) = 8 Н

Электрычны зарад A (q _A ) = 2 мкКл = 2 x ^10⁻⁶ Кл

Канстанта (k) = 9 ^{x 10⁻⁹} Нм² · ^C⁻²

Пытанне : Электрычная сіла паміж зарадамі А і В, калі адлегласць паміж двума зарадамі роўная 4 см.

Адказ :

Спачатку вылічыце электрычны зарад B, а затым вылічыце электрычную сілу паміж двума электрычнымі зарадамі, калі адлегласць паміж двума электрычнымі зарадамі складае 4 см = 0,04 метра = 4 * 10⁻² ^метраў.

Электрычны зарад B :

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

q _B = (8)(2 x ^10⁻² ) ^² / (9 x ^10⁻ )(2 x ^10⁻⁶ )

q _B = (8)(4 × ^10⁻⁴ ) / (18 × ^10³ )

q _B = (32 × ^10⁻⁴ ) / (18 × ^10³ )

q _B = (32/18) x ^10⁻⁷

q _B = (16/9) x ^10⁻⁷ кулонаў

Электрычная сіла паміж зарадамі А і В :

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r²

F = (9 x 10⁻ ⁾ (2 x ^10⁻⁶ )((16/9) x ^10⁻⁷ ) / (4 x ^10⁻² ) ^²

F = (18 х 10³ ⁾ ((16/9) х ^10⁻⁷ ) / (16 х ^10⁻⁴ )

F = (2 x 10³ ⁾ (16 x ^10⁻⁷ ) / (16 x ^10⁻⁴ )

F = (2 x 10³ ⁾ (1 x ^10⁻⁷ ) / (1 x ^10⁻⁴ )

F = (2 х 10⁻⁴ ⁾ / (1 х ^10⁻⁴ )

F = 2 Ньютанаў

Правільны адказ — А.

6. Тры электрычныя зарады размешчаны ў вяршынях трыкутніка ABC з даўжынёй боку AB = BC = 20 см і такой жа велічынёй зарада (q = 2µKl), як на малюнку збоку (k = 9.109 ^Нм² · C⁻² ^{, 1µ} = 10⁻⁶ ⁾ . Велічыня электрычнай сілы, якая дзейнічае на кропку B, роўная….

А. 0,9√3 Н

B. 0,9√2 Н

C. 0,9 N

D. 0,81 N

Усходняя 0,4 паўночнай шыраты

Абмеркаванне

Вядома, што:

Зарад у пункце A (q _A ) = 2 мкКл = 2 x ^10⁻⁶ Кулона

Зарад у пункце B (q _B ) = 2 мкКл = 2 x ^10⁻⁶ Кулона

Зарад у кропцы C (q _C ) = 2 мкКл = 2 x ^10⁻⁶ Кулона

Адлегласць ад B да C (r _BC ) = 20 см = 0,2 метра = 2 x ^10⁻¹ метраў

Адлегласць ад B да A (r _BA ) = 20 см = 0,2 метра = 2 x ^10⁻¹ метраў

k ^{= 9.10⁻⁹} Нм² ^· C⁻²

Пытанне: Велічыня электрычнай сілы, якая дзейнічае на пункт B

Адказ:

Электрычная сіла паміж зарадамі ў кропках B і C:

FBC = k( ^qB ₎ ( _{qC )} / _rBC²

FBC ₌ (9 x 10⁻ ⁾ (2 x ^10⁻⁶ )(2 x ^10⁻⁶ ) / (2 x ^10⁻¹ ) ^²

FBC ₌ (9 x 109 ⁾ (4 x ^10-12 ) / (9 x ^10-2 )

FBC = (36 х 10⁻³ ₎ ^/ (4 х ^10⁻² )

FBC = 9 _x ^10⁻¹

F _BC = 0,9 Ньютан

Электрычны зарад у кропках B і C дадатны, таму кірунак электрычнай сілы FBC _{накіраваны} налева, ад кропкі C.

Электрычная сіла паміж зарадамі ў кропках B і A:

FBA = k( ^qB ₎ ( _qA ) _{/ rBA²}

FBA ₌ (9 x 10⁻ ⁾ (2 x ^10⁻⁶ )(2 x ^10⁻⁶ ) / (2 x ^10⁻¹ ) ^²

FBA ₌ (9 x 109 ⁾ (4 x ^10-12 ) / (9 x ^10-2 )

FBA = (36 х 10⁻³ ₎ ^/ (4 х ^10⁻² )

FBA ₌ 9 x ^10⁻¹

FBA = 0,9 _Ньютан

Электрычны зарад у кропках B і A дадатны, таму электрычная сіла FBA накіравана _ўніз , ад кропкі A.

Дзве электрычныя сілы ўтвараюць прамы вугал, таму выніковая электрычная сіла, якая дзейнічае ў пункце B, вылічваецца па формуле Піфагора.

Правільны адказ — Б.

7. Паглядзіце на наступны малюнак!

Тры зарады Q1 _, Q2 _і Q3 _{размешчаны} на вяршынях прамавугольнага трыкутніка ABC. Даўжыня AB = BC = 30 см. Пры k = 9.109 ^Нм2.C - 2 ^і 1 µ = ^10-6 выніковая сіла Кулона, якая дзейнічае на зарад Q1, ^роўная _….

А. 1 N

B. 5 N

C. 7 N

D. 10 N

Усходняя 12 паўночнай шыраты

Абмеркаванне

Вядома, што:

Зарад у пункце A (q _A ) = 3 мкКл = 3 x ^10⁻⁶ Кулона

Зарад у пункце B (q _B ) = -10 мкКл = -10 x 10 ^-6 Кулона

Зарад у кропцы C (q _C ) = 4 мкКл = 4 x ^10⁻⁶ Кулона

Адлегласць ад B да C (r _BC ) = 30 см = 0,3 метра = 3 x ^10⁻¹ метраў

Адлегласць ад B да A (r _BA ) = 30 см = 0,3 метра = 3 x ^10⁻¹ метраў

k ^{= 9.10⁻⁹} Нм² ^· C⁻²

Пытанне: Рэзультуючая сіла Кулона ў пункце B

Адказ:

Электрычная сіла паміж зарадамі ў кропках B і C:

FBC = k( ^qB ₎ ( _{qC )} / _rBC²

FBC ₌ (9 x 10⁻ ⁾ (10 x ^10⁻⁶ )(4 x ^10⁻⁶ ) / (3 x ^10⁻¹ ) ^²

FBC ₌ (9 x 109 ⁾ (40 x ^10-12 ) / (9 x ^10-2 )

FBC = (360 х 10⁻³ ₎ ^/ (9 х ^10⁻² )

FBC = 40 _x ^10⁻¹

F _BC = 4 Ньютан

Электрычны зарад у пункце B адмоўны, а ў пункце C — дадатны, таму кірунак электрычнай сілы FBC _{накіраваны} направа ў бок пункта C.

Электрычная сіла паміж зарадамі ў кропках B і A:

FBA = k( ^qB ₎ ( _qA ) _{/ rBA²}

FBA ₌ (9 x 10⁻ ⁾ (10 x ^10⁻⁶ )(3 x ^10⁻⁶ ) / (3 x ^10⁻¹ ) ^²

FBA ₌ (9 x 109 ⁾ (30 x ^10-12 ) / (9 x ^10-2 )

FBA = (270 х 10⁻³ ₎ ^/ (9 х ^10⁻² )

FBA ₌ 30 x ^10⁻¹

FBA = 3 _Ньютан

Электрычны зарад у пункце B адмоўны, а ў пункце A — дадатны, таму электрычная сіла FBA _{накіравана} ўверх, да пункта A.

Дзве электрычныя сілы ўтвараюць прамы вугал, таму выніковая электрычная сіла, якая дзейнічае ў пункце B, вылічваецца па формуле Піфагора.

Правільны адказ — Б.

8. Тры электрычныя зарады размешчаны ў вяршынях трыкутніка ABC з даўжынёй боку AB = BC = 20 см і такім жа памерам зарада (q = 2 мкКл), як на малюнку збоку (k = 9.10⁹ Nm².C^-2, 1 мк = 10^-6). Велічыня электрычнай сілы праца ў пункце Б — гэта…

1. 0,9√3 Н
2. 0,9√2 Н
3. 0,9 N
4. 0,81 N
5. 0,4 N

Абмеркаванне

Вядома, што:
Зарад у пункце А (q_A) = 2 мкКл = 2 x 10^-6 Кулон
Зарад у пункце B (q_B) = 2 мкКл = 2 x 10^-6 Кулон
Зарад у пункце C (q_C) = 2 мкКл = 2 x 10^-6 Кулон
Адлегласць ад B да C (r_BC) = 20 см = 0,2 метра = 2 х 10^-1 метр
Адлегласць ад B да A (r_BA) = 20 см = 0,2 метра = 2 х 10^-1 метр
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Спыталі: Велічыня электрычнай сілы, якая дзейнічае ў пункце B
Адказ:

Электрычная сіла паміж зарадамі ў кропках B і C:
F_BC = k (q_B)(q_C) /г_BC²
F_BC = (9 х 10⁹)(2 х 10^-6)(2 х 10^-6) / (2 х 10^-1)²
F_BC = (9 х 10⁹)(4 х 10^12-) / (4 х 10^-2)
F_BC = (36 х 10^-3) / (4 х 10^-2)
F_BC = 9 х 10^-1
F_BC = 0,9 Ньютана
Электрычны зарад у кропках B і C дадатны, таму кірунак электрычнай сілы F мае выгляд_BC налева, удалечыні ад пункта C.

Электрычная сіла паміж зарадамі ў кропках B і A:
F_BA = k (q_B)(q_A) /г_BA²
F_BA = (9 х 10⁹)(2 х 10^-6)(2 х 10^-6) / (2 х 10^-1)²
F_BA = (9 х 10⁹)(4 х 10^12-) / (4 х 10^-2)
F_BA = (36 х 10^-3) / (4 х 10^-2)
F_BA = 9 х 10^-1
F_BA = 0,9 Ньютана
Электрычны зарад у кропках B і A дадатны, таму кірунак электрычнай сілы F мае выгляд_BA ўніз, прэч ад пункта А.

Дзве электрычныя сілы ўтвараюць прамы вугал, таму выніковая электрычная сіла, якая дзейнічае ў пункце B, вылічваецца па формуле Піфагора.
Правільны адказ — Б.

9. Паглядзіце на наступны малюнак!
Тры зарады Q₁,Q₂, і Q₃ знаходзіцца на вяршыні прамавугольнага трыкутніка ABC. Даўжыня AB = BC = 30 см. Вядома, што k = 9.10⁹ Nm².C^-2 і 1 µ = 10^-6 тады выніковая кулонаўская сіла, якая дзейнічае на зарад Q₁ ёсць….

1. 1 N
2. 5 N
3. 7 N
4. 10 N
5. 12 N

Абмеркаванне
Вядома, што:
Зарад у пункце А (q_A) = 3 мкКл = 3 x 10^-6 Кулон
Зарад у пункце B (q_B) = -10 мкКл = -10 x 10^-6 Кулон
Зарад у пункце C (q_C) = 4 мкКл = 4 x 10^-6 Кулон
Адлегласць ад B да C (r_BC) = 30 см = 0,3 метра = 3 х 10^-1 метр
Адлегласць ад B да A (r_BA) = 30 см = 0,3 метра = 3 х 10^-1 метр
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Спыталі: Выніковая сіла Кулона ў пункце B
Адказ:
Электрычная сіла паміж зарадамі ў кропках B і C:
F_BC = k (q_B)(q_C) /г_BC²
F_BC = (9 х 10⁹)(10 х 10^-6)(4 х 10^-6) / (3 х 10^-1)²
F_BC = (9 х 10⁹)(40 х 10^12-) / (9 х 10^-2)
F_BC = (360 х 10^-3) / (9 х 10^-2)
F_BC = 40 х 10^-1
F_BC = 4 Ньютана
Электрычны зарад у пункце B адмоўны, а ў пункце C — дадатны, таму кірунак электрычнай сілы F наступны_BC направа да пункта C.

Электрычная сіла паміж зарадамі ў кропках B і A:
F_BA = k (q_B)(q_A) /г_BA²
F_BA = (9 х 10⁹)(10 х 10^-6)(3 х 10^-6) / (3 х 10^-1)²
F_BA = (9 х 10⁹)(30 х 10^12-) / (9 х 10^-2)
F_BA = (270 х 10^-3) / (9 х 10^-2)
F_BA = 30 х 10^-1
F_BA = 3 Ньютана
Электрычны зарад у пункце B адмоўны, а ў пункце A — дадатны, таму кірунак электрычнай сілы F наступны_BA уверх, да пункта А.
 
Дзве электрычныя сілы ўтвараюць прамы вугал, таму выніковая электрычная сіла, якая дзейнічае ў пункце B, вылічваецца па формуле Піфагора.
Правільны адказ — Б.

Крыніца пытання:

Пытанні па фізіцы для нацыянальных экзаменаў у старшай школе/прафесійна-тэхнічнай школе