Електростатична сила – проблеми и решения

Електростатична сила – проблеми и решения

1. Ако статичната електрическа сила е 144 N, какво е разстоянието между двата заряда ... (1 μC = 10⁻⁶ ^C и k = ^9.10⁻⁹ Nm² ^· C⁻² ⁾

Известни:

Електрическа сила (F ₁₂ ) = 144 N

Заряд 1 (q² ₎ = 10 μC = 10 x ^10⁻⁶ C

Заряд 2 (q² ₎ = 4 μC = 4 x ^10⁻⁶ C

Константа (k) = 9 x 10 ^{^ 9} Nm² · ^C⁻²

C = Кулон, N = Нютон, m = метър

Търси се: Разстояние между двата заряда (r)

решение:

Уравнението на закона на Кулон :

F = статичната електрическа сила, k = константа на Кулон, q = електрически заряд, r = разстояние между двата заряда

Разстояние между двата заряда (r) = 5 x 10⁻² ^метра = 5 x ^10⁻² x ^10⁻² см = 5 см.

2. Два заряда , разделени от разстояние r . Ако статичната електрическа сила е 3.6 N, какво е разстоянието между двата заряда (1 μC = 10⁻⁶ ^C и k = ^9.10⁻⁹ Nm²⁻¹ ^{C )}?

Известни:

Електрическа сила (F ₁₂ ) = 3.6 N

Заряд 1 (q² ₎ = 9 μC = 9 x ^10⁻⁶ C

Заряд 2 (q² ₎ = 4 μC = 4 x ^10⁻⁶ C

Константа на Кулон (k) = 9 x 10 ^{^ 9} Nm² · ^C⁻²

C = Кулон, N = Нютон, m = метър

Търси се: Разстояние между двата заряда (r)

решение:

Разстояние между двата заряда (r) = 0.3 м = 0.3 x 100 см = 30 см.

3. Три точкови заряда ^, както е показано на фигурата по - долу . Каква е големината на статичната електрическа сила в точка A (k = 9.109 ^Nm².C⁻² ; 1 μ = ^{10⁻⁶ )}

Известни:

Такса А (q_A) = -2 μC = -2 x 10^-6 C

Заряд B (q _B ) = 8 μC = 8 x ^10⁻⁶ C

Заряд C (q _C ) = 4,5 μC = 4,5 x ^10⁻⁶ C

Константа на Кулон (k) = 9 x 10 ^{^ 9} Nm² · ^C⁻²

Разстояние между зарядите A и B (rAB ₎ = 4 cm = 4 x ^10⁻² m

Разстояние между зарядите A и C (r _AC ) = 3 cm = 3 x ^10⁻² m

C = Кулон, N = Нютон, m = метър

Търси се: Статичната електрическа сила в точка А

решение:

Уравнението на закона на Кулон:

F = статичната електрическа сила , k = константа на Кулон , q = електрически заряд , r = разстояние между двата заряда

Статичната електрическа сила в точка А:

4. Триточкови заряди, както е показано на фигурата по-долу. Каква е големината на кулоновата сила, действаща върху заряд B ⁽ k ⁼ 9.109 ^Nm².C⁻² ; 1 μC = ^10⁻⁶ C ).

Известни:

q _A = 10 µC = 10 x ^10⁻⁶ C = ^10⁻⁶ кулони

q _B = 10 µC = 10 x ^10⁻⁶ = ^10⁻⁶ кулони

q _C = 20 µC = 20 x ^10⁻⁶ = 2 x ^10⁻⁶ кулони

r _AB = 0.1 метър = ^10⁻¹ м

r _BC = 0.1 метър = ^10⁻¹ м

k = 9 x ^10⁻⁹ Nm² C ^{− 2}

Търси се: Кулонова сила, изпитвана от заряд Б

решение:

Върху заряд B действат две кулонови сили: кулонова сила между зарядите A и B (FAB ₎ и кулонова сила между зарядите B и C (FBC ₎ . Кулонова сила, упражнявана от заряд B, е сумарна сила на _FAB и _FBC.

Кулонова сила между заряди A и B:

Заряд А е със знак „положителен“ и заряд B е със знак „положителен“, така че F _AB сочи към заряд C.

Кулонова сила между зарядите B и C:

Заряд B е със знак „положителен“ и заряд C е със знак „положителен“, така че F _BC сочи към заряд A.

Кулонова сила, упражнявана върху заряд B:

F _B = F _BC – F _AB = 180 – 90 = 90 N

Кулонова сила, упражнявана върху заряд B (F _B ), е 90 нютона. Посоката на F _B е същата като посоката на F _BC , сочеща към заряд A.

5. Определете големината и посоката на кулоновата сила върху заряд B ( k = 9 x 10^ ⁹ Nm² C ^{−2 ,} 1 μC = 10−6 ^C ).

Известни:

Заряд A (q _A ) = +Q

Заряд B (q _B ) = -2Q

Заряд C (qC ₎ = -Q

Разстояние между зарядите A и B ( _rAB ) = r

Разстояние между зарядите B и C (rBC ₎ = 2r

k = 9 x ^10⁻⁹ Nm² C ^{− 2}

Търси се: Големина и посока на кулоновата сила върху заряд B

решение:

Кулонова сила между заряди A и B:

Заряд А е положителен, а заряд B е отрицателен, така че посоката на F _AB сочи към заряд А.

Кулонова сила между заряд B и заряд C:

Заряд B е отрицателен и заряд C е отрицателен, така че посоката на FBC _сочи към заряд A.

Нетна сила, действаща върху заряд B:

F = F_AB + F_BC = 2 kQ²/r² + 0.5 k Q²/r² = 2.5 kQ²/r² = 2.5 kQ² r^-2

Посоката на силата сочи към заряд А или наляво.