Forza elettrostatica - prublemi è suluzioni
1. Sè a forza elettrica statica hè 144 N, chì ghjè a distanza trà e duie cariche ... (1 μC = 10 -6 C è k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 )
Cunnisciutu:
Forza elettrica (F 12 ) = 144 N
Carica 1 (q² ) = 10 μC = 10 x 10⁻⁶ C
Carica 2 (q² ) = 4 μC = 4 x 10⁻⁶ C
Custante (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2
C = Coulomb, N = Newton, m = metru
Ricercata: Distanza trà e duie cariche (r)
Soluzione:
L'equazione di a lege di Coulomb :
F = a forza elettrica statica, k = a costante di Coulomb, q = a carica elettrica, r = a distanza trà e duie cariche
Distanza trà e duie cariche (r) = 5 x 10 -2 metri = 5 x 10 -2 x 10 2 cm = 5 cm.
2. Dui cariche separate da una distanza di r . Sè a forza elettrica statica hè 3.6 N, chì hè a distanza trà e duie cariche ( 1 μC = 10⁻⁶ C è k = 9.10⁶ Nm².C⁻² )
Cunnisciutu:
Forza elettrica (F 12 ) = 3.6 N
Carica 1 (q² ) = 9 μC = 9 x 10⁻⁶ C
Carica 2 (q² ) = 4 μC = 4 x 10⁻⁶ C
Custante di Coulomb (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2
C = Coulomb, N = Newton, m = metru
Ricercata: Distanza trà e duie cariche (r)
Soluzione:
Distanza trà e duie cariche (r) = 0.3 m = 0.3 x 100 cm = 30 cm.
3. Trè cariche puntuali cum'è mostrate in a figura sottu. Chì ghjè a magnitudine di a forza elettrica statica à u puntu A (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μ = 10 -6 )
Cunnisciutu:
in prigiò A (qA) = -2 μC = -2 x 10-6 C
Carica B (q B ) = 8 μC = 8 x 10 -6 C
Carica C (q C ) = 4,5 μC = 4,5 x 10 -6 C
Custante di Coulomb (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2
Distanza trà e cariche A è B (r AB ) = 4 cm = 4 x 10 -2 m
Distanza trà e cariche A è C (r AC ) = 3 cm = 3 x 10 -2 m
C = Coulomb, N = Newton, m = metru
Cercatu: A forza elettrica statica à u puntu A
Soluzione:
L'equazione di a lege di Coulomb:
F = a forza elettrica statica , k = a costante di Coulomb , q = a carica elettrica , r = a distanza trà e duie cariche
A forza elettrica statica à u puntu A:
4. Cariche à trè punti cum'è mostrate in a figura sottu. Chì ghjè a magnitudine di a forza di Coulomb subita da a carica B (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μC = 10 -6 C ).
Cunnisciutu:
q A = 10 µC = 10 x 10 -6 C = 10 -5 Coulomb
q B = 10 µC = 10 x 10 -6 = 10 -5 Coulomb
q C = 20 µC = 20 x 10 -6 = 2 x 10 -5 Coulomb
r AB = 0.1 metru = 10 -1 m
r BC = 0.1 metru = 10 -1 m
k = 9 x 10 9 Nm² C −2
Cercata: Forza di Coulomb subita da a carica B
Soluzione:
Ci sò duie forze di Coulomb chì agiscenu nantu à a carica B, a forza di Coulomb trà e cariche A è B (F AB ) è a forza di Coulomb trà e cariche B è C (F BC ). A forza di Coulomb subita da a carica B hè a forza netta di F AB è F BC.
Forza di Coulomb trà e cariche A è B:
A carica A firmata pusitiva è a carica B firmata pusitiva in modu chì F AB punta à a carica C.
Forza di Coulomb trà e cariche B è C:
A carica B hà un firmatu pusitivu è a carica C hà un firmatu pusitivu in modu chì F BC punta à a carica A.
Forza di Coulomb subita da a carica B:
F B = F BC – F AB = 180 – 90 = 90 N
A forza di Coulomb subita da a carica B (F₂B ) hè di 90 Newton. A direzzione di F₂B hè a listessa chè a direzzione di F₂BC chì punta à a carica A.
5. Determinate a magnitudine è a direzzione di a forza di Coulomb nantu à a carica B ( k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C).
Cunnisciutu:
Carica A (q A ) = +Q
Carica B (q B ) = -2Q
Carica C (q C ) = -Q
Distanza trà e cariche A è B (r AB ) = r
Distanza trà e cariche B è C (r BC ) = 2r
k = 9 x 10 9 Nm² C −2
Ricercatu: Magnitude è direzzione di a forza di Coulomb nantu à carica B
Soluzione:
Forza di Coulomb trà e cariche A è B:
A carica A hè pusitiva è a carica B hè negativa cusì chì a direzzione di F AB punta versu a carica A.
Forza di Coulomb trà a carica B è a carica C:
A carica B hè negativa è a carica C hè negativa cusì chì a direzzione di F BC punta versu a carica A.
A forza netta agisce nantu à a carica B:
F = FAB + fBC = 2 kQ2/r2 + 0.5 kQ2/r2 = 2.5 kQ2/r2 = 2.5 kQ2 r-2
A direzzione di a forza punta versu a carica A o à manca.
