Formula za električni naboj i električnu silu

Primjeri pitanja i formula za električni naboj i električnu silu

Električni naboj

1. Dva identična naboja, svako mase m = 9√3 x 10⁻⁴ ^kg , obješena su u istoj tački pomoću užeta dužine l = 1 metar. Ako su dva naboja udaljena jedno od drugog za a = 1 metar, tada je veličina svakog naboja….

A. 4 mikrokulona
B. 2 mikrokulona
C. 1 mikrokulon
D. 0,5 mikrokulona

Diskusija
Poznato je da:
Dva identična naboja znače dva slična naboja, gdje se slični naboji međusobno odbijaju.
Dužina užeta (l) = 1 metar
Udaljenost između dva naboja (r) = 1 metar
Masa naboja (m) = 9√3 x 10^-4 kg
Ubrzanje usljed gravitacije (g) = 10 m/s²
Gravitacija (w) = mg = (9√3 x 10^-4 kg)(10 m/s²) = 9√3 x 10^-3 njutn
Pitao Veličina svakog naboja (q)
Odgovor:

Natpis:
F = Odbojna električna sila između opterećenja 1 i 2
w₁ = Gravitacija kugle 1
w₂ = Gravitacija kugle 2
T₁ = Sila zatezanja užeta 1
T_1x = Komponenta sile zatezanja užeta 1 na x-osi
T_1y = Komponenta sile zatezanja užeta 1 na y-osi
T₂ = Sila zatezanja užeta 2
T_2x = Komponenta sile zatezanja užeta 2 na x-osi
T_2y = Komponenta sile zatezanja užeta 2 na y-osi
l₁ = dužina užeta 1
l_1x = komponenta dužine strune na x-osi
l_1y = komponenta dužine strune na y-osi

Izračunajte vrijednost cos θ:

Izračunajte silu zatezanja užeta (T1 ₎ :

Izračunajte vrijednost sin θ:

Izračunajte komponentu sile zatezanja užeta na x-osi (T _1x ):

Dvije kugle su u ravnoteži tako da je T _1x = F = 9 x 10 ^-3 Newtona

Izračunajte naelektrisanje svake kuglice koristeći Coulombov zakon:

Veličina svakog naboja je 1 x 10^-6 Coulomb ili 1 mikroCoulomb.
Tačan odgovor je C.

Naelektrisanje objekta

1. Dva načina davanja električnog naboja objektu su….
A. Trljanje i elektromagnetizam
B. Indukcija i elektromagnetizam
C. Trljanje i indukcija
D. Indukcija i magnetizacija
Diskusija
Dva načina davanja električnog naboja objektu su trljanje i indukcija.
Trljanje je način da se neki predmet nabije pozitivno ili negativno trljanjem predmeta o drugi predmet, na primjer trljanjem staklenog štapića vunom ili trljanjem plastičnog češlja suhom kosom. Tokom trenja, elektroni se kreću od jednog predmeta do drugog tako da jedan predmet ima višak elektrona (nedostaju mu protoni) i zatim postaje negativno naelektrisan, a drugi predmet ima nedostatak elektrona (nedostaju mu protoni) i zatim postaje pozitivno naelektrisan.
Indukcija je metoda naelektrisanja objekta približavanjem naelektrisanog objekta neutralnoj metalnoj kugli, ali bez dodirivanja iste. Objekt koji se puni mora imati slobodne elektrone, jer se ovi slobodni elektroni mogu kretati kada ih indukuje električno naelektrisani objekt. Metalni objekti uglavnom imaju slobodne elektrone. Objekti poput stakla, plastike ili drveta ne mogu se električno naelektrisati indukcijom jer ti objekti nemaju slobodne elektrone.
Tačan odgovor je C.

Vrste električnog naboja

2. Četiri naelektrisana objekta (P, Q, R i S) ponašaju se na sljedeći način. P i Q se međusobno odbijaju, P i R se međusobno privlače, a R i S se međusobno odbijaju. Koja je od sljedećih tvrdnji tačna?
A. Ako je P negativno naelektrisan, onda je i S negativno naelektrisan.
B. Ako je Q negativno naelektrisan, onda je i S negativno naelektrisan.
C. Ako je R negativno naelektrisan, onda je P negativno naelektrisan
D. Ako je S negativno naelektrisan, onda je P pozitivno naelektrisan.
Diskusija
P i Q se odbijaju jer P i Q imaju isto naelektrisanje.
P i R se privlače, stoga P i R imaju različita naboja
R i S se međusobno odbijaju, stoga R i S imaju isto naelektrisanje

Dakle, ako su P i Q pozitivno naelektrisani, onda su R i S negativno naelektrisani ili ako su P i Q negativno naelektrisani, onda su R i S pozitivno naelektrisani.
Tačan odgovor je D.

3. Pitanja za Nacionalnu naučnu olimpijadu 2011. za niže srednje škole na nivou Regency/City br. 59
Kaže se da je objekt pozitivno naelektrisan ako...
A. Objekt prima protone
B. Objekt oslobađa protone
C. Objekti primaju elektrone
D. Objekti oslobađaju elektrone
Diskusija
Protoni su pozitivno naelektrisani, dok su elektroni negativno naelektrisani. Protoni se nalaze u centru atoma, sprečavajući njihovo kretanje s jednog objekta na drugi. Elektroni, s druge strane, nalaze se na površini atoma, omogućavajući im kretanje s jednog objekta na drugi. Objekti postaju električno naelektrisani ili otpuštanjem elektrona ili primanjem elektrona. Ako objekat prima elektrone, ima višak elektrona (nedostatak protona), što rezultira negativnim nabojem. Ako objekat otpušta elektrone, ima višak elektrona (višak protona), što rezultira pozitivnim nabojem.
Dakle, na osnovu gornjeg pitanja, kaže se da objekat ima pozitivno naelektrisanje ako oslobađa elektrone.
Tačan odgovor je D.

Električna sila

4. Dva električna naboja Q u svakom₁ i Q₂ nalazi se na udaljenosti R ima odbojnu silu od 100 N. Ako se udaljenost između dva naboja smanji na 1/3 R, tada odbojna sila električnih naboja postaje….
A. 33,33 N
B. 100 N
C. 300 N
D. 900 N
Diskusija
Poznato je da:
Električni naboj 1 = Q₁
Električni naboj 2 = Q₂
Udaljenost između dva naboja = R
Odbojna sila između dva naboja (F) = 100 Newtona
Odbojna sila znači da su oba električna naboja iste vrste, oba pozitivna ili oba negativna.
Postavljeno je pitanje: Ako se udaljenost između dva naboja smanji na 1/3 R, tada odbojna sila električnog naboja postaje...
Odgovor:
Formula Coulombovog zakona:
F = k Q₁ Q₂ / R₂
Pretpostavimo da je R = 1, tada je vrijednost Q₁.Q₂ može se izračunati:

Ako se udaljenost između dva naboja smanji na 1/3 R, tada odbojna sila električnog naboja (F) postaje:

Tačan odgovor je D.

5. Tačkasti naboj Q₁ = +4e i tačkasti naboj Q₂ = -3e drže se na udaljenosti od 0,3 m jedna od druge, kao što je prikazano na slici ispod. Tako da električna sila koja djeluje na naboj Q₂ je nula, tačkasti naboj Q₃ = +16e treba biti smješteno u….
A. 0,3 m lijevo od Q₁
B. 0,6 m desno od Q₁
C. 0,6 m desno od Q₂
D. 0,9 m lijevo od Q₂
Diskusija
Poznato je da:
Naelektrisanje elektrona (-e) ili protona (+e) = 1,60 x 10^-19 Coulomb
Tačkasti naboj Q₁ = +4e
Tačkasti naboj Q₂ = -3e
Tačkasti naboj Q₃ = +16e
Udaljenost između tačkastih naboja Q₁ i tačkasti naboj Q₂ = 0,3 metara
Pitanje: Tako da električna sila koja djeluje na naboj Q₂ je nula, tačkasti naboj Q₃ = +16e treba biti smješteno u….
Odgovor:
Električna sila između naboja Q₁ i naboj Q₂ :

Naelektrisanje Q1 _je pozitivno, a naelektrisanje Q2 _negativno , tako da je smjer električne sile F12 _ulijevo (prema naelektrisanju Q1 ₎.

Tako da rezultujuća električna sila koja djeluje na naboj Q₂ nula, onda je magnituda električne sile između naboja Q₂ i naboj Q₃ (F₃₂) = magnituda električne sile između naboja Q₁ i naboj Q₂ (F₁₂) i smjer F₃₂ mora biti suprotan smjeru F₁₂Smjer F₁₂ lijevo, otuda smjer F₃₂ mora ići desno. Zapamti Q₃ je pozitivno i Q₂ je negativno naelektrisanje, tako da je smjer F₃₂ udesno, zatim naboj Q₃ mora biti postavljen desno od Q₂

Udaljenost između naboja Q2 _i naboja Q3 _izračunava se pomoću Coulombove formule:

Tačan odgovor je C.

Izvor pitanja:

Pitanja OSN za fiziku u osnovnoj školi