Ehemplo sa mga pangutana bahin sa potensyal nga enerhiya sa kuryente

Ehemplo sa mga Pangutana sa Enerhiya nga Potensyal sa Elektrisidad

1. Ang usa ka elektron gipaspasan gikan sa pagpahulay pinaagi sa usa ka potensyal nga kalainan nga 12 volts. Unsa ang pagbag-o sa potensyal nga enerhiya sa elektron?
Panaghisgot
Nasayran nga:
Karga 1 ka elektron (e) = -1,60 x 10^-19 Coulomb
Kalainan sa potensyal sa kuryente = boltahe sa kuryente (V) = 12 Volts
Nangutana: Pagbag-o sa enerhiya sa potensyal sa elektron (ΔEP)
Tubag:
ΔEP = q V = (-1,60 x 10^-19 C)(12 V) = -19,2 x 10^-19 Joule
Ang negatibo nga timaan nagpasabot potensyal nga enerhiya sa kuryente mokunhod. Kon duol sa negatibong karga nga plato, ang enerhiya sa potensyal sa kuryente sa elektron anaa sa kinatas-an niini. Human makaabot duol sa positibong karga nga plato, ang enerhiya sa potensyal sa kuryente sa elektron anaa sa kinagamyan niini.

2. Duha ka parallel plate ang parehong positibo ug negatibo ang karga. Ang electric field tali sa duha ka plate kay 500 Volts/meter. Ang distansya tali sa duha ka plate kay 2 cm. Tinoa ang pagbag-o sa potential energy sa usa ka proton kon kini mobalhin gikan sa positive charged plate ngadto sa negatively charged plate!
Panaghisgot
Nasayran nga:
Natad sa kuryente taliwala sa duha ka plato (E) = 500 Volts/metro
Distansya tali sa duha ka plato (s) = 2 cm = 0,02 metros
Karga sa proton = +1,60 x 10^-19 Coulomb
Nangutana: Pagbag-o sa enerhiya sa potensyal nga elektrikal (ΔEP)
Tubag:

Una, kuwentaha ang potensyal nga kalainan o boltahe sa kuryente :

V = E s
V = (500 Boltahe/metro)(0,02 metros)
V = 10 Boltahe

Mga pagbag-o sa enerhiya sa potensyal nga elektrikal:

ΔEP = qV
ΔEP = (1,60 x 10^-19 C)(10 V)
ΔEP = 16 x 10^-19 Joule
ΔEP = 1,6 x 10^-18 Joule

Kon duol sa positive charged plate, ang electric potential energy sa proton anaa sa kinatas-an niini. Kon makaabot duol sa negatively charged plate, ang electric potential energy sa proton anaa sa kinagamyan niini. Busa, kon mobalhin gikan sa positive charged plate ngadto sa negatively charged plate, ang electric potential energy sa proton mokunhod.

3. Duha ka karga ang gihan-ay sama sa gipakita sa hulagway sa ubos. Ang karga sa A kay +9 μC ug ang karga sa B kay -4 μC. Ang Coulomb's constant (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 µC = 10^-6 C. Pila ang mausab sa electrical potential energy sa charge B kon kini mobalhin ngadto sa charge A?
Panaghisgot
Nasayran nga:
Karga A (q₁) = +9 μC = +9 x 10^-6 C
Karga B (q₁) = -4 µC = -4 x 10^-6 C
Ang kanunay nga Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Ang distansya tali sa mga kargamento A ug B (r) = 10 cm = 0,1 metros = 10^-1 meter
Nangutana: Pagbag-o sa elektrikal nga potensyal nga enerhiya sa kargamento B kon kini mobalhin ngadto sa kargamento A
Tubag:

Ang kargamento B mobalhin ngadto sa kargamento A aron ang elektrikal nga potensyal nga enerhiya niini mokunhod og 2,4 Joules.
Kini susama sa usa ka butang nga may masa nga naglihok paubos padulong sa yuta mao nga ang gitas-on ug ang enerhiya sa grabidad niini mikunhod.

4. Usa ka partikulo nga adunay karga nga \( q = 5 \times 10^{-6} \) C gibutang sa usa ka electric field nga adunay potensyal nga \( V = 300 \) V. Unsa ang electrical potential energy sa partikulo?

Panaghisgot:
Ang potensyal nga enerhiya sa kuryente gihatag sa:
\[ U = q \times V \]
\[ U = 5 \times 10^{-6} \times 300 \]
\[ U = 1.5 \times 10^{-3} \] J

5. Usa ka electron ang gibutang sa usa ka electric field nga adunay potensyal nga 500 V. Unsa ang electric potential energy sa electron?

Panaghisgot:
Karga sa elektron \( q = -1.6 \times 10^{-19} \) C.
\[ U = q \times V \]
\[ U = -1.6 \times 10^{-19} \times 500 \]
\[ U = -8 \times 10^{-17} \] J

6. Ang usa ka proton mobalhin gikan sa potensyal nga 100 V ngadto sa 200 V. Unsa ang pagbag-o sa potensyal nga enerhiya niini?

Panaghisgot:
Karga sa proton \( q = 1.6 \times 10^{-19} \) C.
\[ \Delta U = q \times \Delta V \]
\[ \Delta U = 1.6 \times 10^{-19} \times (200 – 100) \]
\[ \Delta U = 1.6 \times 10^{-17} \] J

7. Duha ka butang nga adunay mga karga nga \( q_1 = 2 \times 10^{-6} \) C ug \( q_2 = -3 \times 10^{-6} \) C gibutang sa usa ka electric field nga adunay potensyal nga \( V = 400 \) V. Unsa ang kinatibuk-ang potensyal nga enerhiya sa duha ka butang?

Panaghisgot:
\[ U_1 = q_1 \times V \]
\[ U_2 = q_2 \times V \]
\[ U_{total} = U_1 + U_2 \]
\[ U_{total} = (2 \times 10^{-6} + (-3 \times 10^{-6})) \times 400 \]
\[ U_{total} = -4 \times 10^{-3} \] J

8. Ang usa ka ion nga adunay karga nga \( q = 4e \) (diin ang \( e \) mao ang elementary charge) anaa sa usa ka electric field nga adunay potensyal nga \( V = 250 \) V. Unsa ang electric potential energy sa ion?

Panaghisgot:
\[ U = q \times V \]
\[ U = 4 \times 1.6 \times 10^{-19} \times 250 \]
\[ U = 1.6 \times 10^{-16} \] J

9. Nahibal-an nga ang usa ka partikulo nga adunay karga nga \( q = -7 \times 10^{-5} \) C adunay potensyal nga enerhiya nga \( 2 \times 10^{-2} \) J. Unsa ang potensyal sa electric field diin nahimutang ang partikulo?

Panaghisgot:
\[ U = q \times V \]
\[ V = \frac{U}{q} \]
\[ V = \frac{2 \times 10^{-2}}{-7 \times 10^{-5}} \]
\[ V = -285.71 \] V

10. Duha ka butang nga adunay mga karga \( q_1 = 5e \) ug \( q_2 = -2e \) anaa sa usa ka electric field nga adunay potensyal nga \( V = 300 \) V. Unsa ang kinatibuk-ang potensyal nga enerhiya sa duha ka butang?

Panaghisgot:
\[ U_1 = q_1 \times V \]
\[ U_2 = q_2 \times V \]
\[ U_{total} = U_1 + U_2 \]
\[ U_{total} = (5 \times 1.6 \times 10^{-19} – 2 \times 1.6 \times 10^{-19}) \times 300 \]
\[ U_{total} = 1.44 \times 10^{-16} \] J

11. Ang usa ka ion nga adunay karga \( q = -3e \) adunay potensyal nga enerhiya nga \( -9.6 \times 10^{-19} \) J. Unsa ang potensyal sa electric field diin nahimutang ang ion?

Panaghisgot:
\[ U = q \times V \]
\[ V = \frac{U}{q} \]
\[ V = \frac{-9.6 \times 10^{-19}}{-3 \times 1.6 \times 10^{-19}} \]
\[ V = 200 \] V

12. Nahibal-an nga ang enerhiya sa potensyal sa kuryente sa usa ka karga \( q \) sa usa ka natad sa kuryente nga adunay potensyal \( V = 450 \) V kay \( 9 \times 10^{-18} \) J. Unsa ang karga \( q \)?

Panaghisgot:
\[ U = q \times V \]
\[ q = \frac{U}{V} \]
\[ q = \frac{9 \times 10^{-18}}{450} \]
\[ q = 2 \times 10^{-20} \] C

13. Usa ka positibo nga karga \( q = 1.5 \times 10^{-19} \) C ang gibalhin gikan sa usa ka punto nga adunay potensyal \( V_1 = 100 \) V ngadto sa \( V_2 = 500 \) V. Unsa ang pagbag-o sa potensyal nga enerhiya?

Panaghisgot:
\[ \Delta U = q \times \Delta V \]
\[ \Delta U = 1.5 \times 10^{-19} \times (500 – 100) \]
\[ \Delta U = 6 \times 10^{-17} \] J