Příklady otázek týkajících se Coulombovy síly

9 příkladů otázek týkajících se Coulombovy síly

1. Tři zátěže jsou uspořádány, jak je znázorněno na obrázku níže. Coulombova síla působící na náboj B je … (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 09 x 10¹ Náboj N na C

B. 09 x 10¹ N až náklad A

cca 18 x 10¹ Náboj N na C

D. 18 x 10¹ N k nabití A

E. 36 x 10¹ Náboj N na C

Diskuse

Je známo :

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 metr

r_BC = 0,1 metru = 10^-1 metr

k = 9 × 10⁹ Nm²C^-2

Zeptal se Coulombova síla působící na náboj B

Jawab :

Jsou tam dva Coulombova síla nebo elektrická síla působící na náboj B, konkrétně Coulombova síla mezi náboji A a B (F_AB) a také Coulombova síla mezi náboji B a C (F_BC). Coulombova síla působící na náboj B je výslednicí síly F_AB a F._BC.

Coulombova síla mezi náboji A a B:

Náboj A má kladné znaménko a náboj B má kladné znaménko, takže F_AB směrem k náboji C.

Coulombova síla mezi náboji B a C:

Náboj B je kladný a náboj C je kladný, takže F_BC vůči obvinění A.

Coulombova síla působící na náboj B:

F_B =F_BC - F_AB = 180-90 = 90 N

Velikost Coulombovy síly, které působí náboj B (F_B) je 90 Newtonů. Směr F_B stejný jako směr F_BC konkrétně vůči obvinění A.

Správná odpověď je B.

2. BVelikost a směr Coulombovy síly působící na náboj B je... (k = 9 × 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 2,5 tisíce Q² r^-2 doleva

B. 2,5 tisíce Q² r^-2 doprava

C. 2 k Q² r^-2 doleva

D. 2 k Q² r^-2 doprava

E. 1 k Q² r^-2 doleva

Diskuse

Je známo :

Náboj A (q_A) = +Q

Náboj B (q_B) = -2Q

Náboj C (q_C) = -Q

Vzdálenost mezi náboji A a B (r_AB) = r

Vzdálenost mezi náboji B a C (r_BC) = 2r

k = 9 × 10⁹ Nm²C^-2

Zeptal se : velikost a směr Coulombovy síly působící na náboj B

Jawab :

Coulombova síla mezi nábojem A a nábojem B:

Náboj A je kladný a náboj B záporný, takže směr je F._AB směrem k náboji A

Coulombova síla mezi nábojem B a nábojem C:

Náboj B je záporný a náboj C je záporný, takže směr F je_BC směrem k náboji A

Výsledná síla působící na náboj B:

F=F_AB + F_BC = 2 kQ²/r² + 0,5 k Q²/r² = 2,5 kQ²/r² = 2,5 kQ² r^-2

Směr Coulombovy síly je směrem k náboji A nebo doleva.

Správná odpověď je A.

3. Dva elektrické náboje jsou umístěny od sebe, jak je znázorněno na obrázku. Náboj v bodě A je 8 µC a přitažlivá síla působící na oba náboje je 45 N. Pokud je náboj A posunut doprava o 1 cm a k = 9.10⁹ Nm².C^-2, pak přitažlivá síla působící na oba náboje je...

A. 45 N

B. 60 N

C. 80 N

D. 90 N

V. 120 N

Diskuse

Je známo :

Elektrický náboj v bodě A (q_A) = 8 µC = 8 x 10^-6 Coulomb

Elektrická síla mezi dvěma náboji (F) = 45 Newtonů

Vzdálenost mezi dvěma náboji (r_AB) = 4 cm = 0,04 metru = 4 x 10^-2 metr

Konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2

Zeptal se Elektrická síla mezi dvěma náboji, pokud je náboj A posunut doprava o 1 cm nebo 0,01 metru

Jawab :

Nejprve vypočítejte elektrický náboj v bodě B a poté vypočítejte elektrickou sílu mezi oběma elektrickými náboji, pokud je elektrický náboj v bodě A posunut doprava o 1 cm.

Elektrický náboj v bodě B :

Vzorec Coulombův zákon :

F = k(q)_A)(q_B) /r²

F r² = k(q)_A)(q_B)

q_B = F r² / k (q_A)

Elektrický náboj v bodě B :

q_B = (45)(4 × 10^-2)² / (9 x 10⁹)(8 × 10^-6)

q_B = (45)(16 × 10^-4) / 72 × 10³

q_B = (720 x 10^-4) / (72 × 10³)

q_B = 10 x 10^-7 Coulomb

Elektrická síla mezi elektrickými náboji A a B :

Pokud se náboj v bodě A posune doprava o 1 cm, vzdálenost mezi oběma náboji se zvětší na 3 cm = 0,03 metru = 3 x 10^-2 metr

F = k(q)_A)(q_B) /r²

F = (9 x 10⁹)(8 × 10^-6)(10 × 10^-7) / (3 × 10^-2)²

F = (9 x 10⁹)(80 × 10^-13) / (9 × 10^-4)

F = (1 x 10⁹)(80 × 10^-13) / (1 × 10^-4)

F = (80 x 10^-4) / (1 × 10^-4)

F = 80 Newtonů

Správná odpověď je C.

4. Dva elektrické náboje P a Q, které jsou od sebe vzdáleny 10 cm, působí přitažlivou silou 8 N. Pokud se náboj Q posune o 5 cm směrem k náboji P (1 µC = 10^-6 C a k = 9 × 10⁹ Nm².C^-2), pak vznikající elektrická síla je...

A. 8 N

B. 16 N

C. 32 N

D. 40 N

V. 56 N

Diskuse

Je známo :

Vzdálenost mezi náboji P a Q (r_PQ) = 10 cm = 0,1 m = 1 × 10^-1 m

Elektrická síla mezi náboji P a Q (F) = 8 N

Elektrický náboj Q (q_Q) = 40 µC = 40 x 10^-6 C

Konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2

Zeptal se Elektrická síla mezi náboji P a Q, pokud je náboj Q posunut o 5 cm směrem k náboji P

Jawab :

Nejprve vypočítejte elektrický náboj P a poté vypočítejte elektrickou sílu mezi dvěma elektrickými náboji, pokud je elektrický náboj Q posunut o 5 cm směrem k náboji P.

Elektrický náboj P :

q_P = F r² / k (q_Q)

q_P = (8)(1 × 10^-1)² / (9 x 10⁹)(40 × 10^-6)

q_P = (8)(1 × 10^-2) / 360 × 10³

q_P = (8 x 10^-2) / (36 × 10⁴)

q_P = (1 x 10^-2) / (4,5 × 10⁴)

q_P = (1/4,5) x 10^-6 Coulomb

Elektrická síla mezi elektrickými náboji P a Q :

Pokud se náboj v bodě Q posune doleva o 5 cm, vzdálenost mezi oběma náboji se změní na 5 cm = 0,05 metru = 5 x 10^-2 metr

F = k(q)_P)(q_Q) /r²

F = (9 x 10⁹)( (1/4,5) x 10^-6)(40 × 10^-6) / (5 × 10^-2)²

F = (2 x 10³)(40 × 10^-6) / (25 × 10^-4)

F = (80 x 10^-3) / (25 × 10^-4)

F = 3,2 x 10¹

F = 32 Newtonů

Správná odpověď je C.

5. Podívejte se na následující obrázek elektrického náboje. Elektrická síla působící na náboj q_B je 8 N (1 µC = 10^-6 C) a (k = 9.10⁹ Nm².C^-2). Pokud je náboj q_B posunuta o 4 cm od A, pak působící elektrická síla je q_B teď je…

A. 2 N

B. 4 N

C. 6 N

D. 8 N

V. 10 N

Diskuse

Je známo :

Vzdálenost mezi náboji A a B (r_AB) = 2 cm = 0,02 m = 2 × 10^-2 m

Elektrická síla mezi náboji A a B (F) = 8 N

Elektrický náboj A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 C

Konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2

Zeptal se Elektrická síla mezi náboji A a B, pokud je vzdálenost mezi nimi 4 cm

Jawab :

Nejprve vypočítejte elektrický náboj B, poté vypočítejte elektrickou sílu mezi dvěma elektrickými náboji, pokud je vzdálenost mezi nimi 4 cm = 0,04 metru = 4 x 10^-2 Metr.

Elektrický náboj B :

q_B = F r² / k (q_A)

q_B = (8)(2 × 10^-2)² / (9 x 10⁹)(2 × 10^-6)

q_B = (8)(4 × 10^-4) / (18 × 10³)

q_B = (32 x 10^-4) / (18 × 10³)

q_B = (32/18) x 10^-7

q_B = (16/9) x 10^-7 Coulomb

Elektrická síla mezi náboji A a B :

F = k(q)_A)(q_B) /r²

F = (9 x 10⁹)(2 × 10^-6)( (16/9) x 10^-7) / (4 × 10^-2)²

F = (18 x 10³)( (16/9) x 10^-7) / (16 × 10^-4)

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

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

F = (2 x 10^-4) / (1 × 10^-4)

F = 2 Newtonů

Správná odpověď je A.

6. V vrcholech trojúhelníku ABC jsou umístěny tři elektrické náboje, délka strany AB = BC = 20 cm a velikost náboje je stejná (q = 2µC) jako na obrázku na boku (k = 9.10⁹ Nm².C^-2, 1 µ = 10^-6Velikost elektrické síly působící na bod B je….

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N

D. 0,81 N

V. 0,4 N

Diskuse

Je známo, že:

Náboj v bodě A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb

Náboj v bodě B (q_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb

Náboj v bodě C (q_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb

Vzdálenost od B do C (r_BC) = 20 cm = 0,2 metru = 2 x 10^-1 metr

Vzdálenost od B k A (r_BA) = 20 cm = 0,2 metru = 2 x 10^-1 metr

k = 9.10⁹ Nm².C^-2

Zeptal se: Velikost elektrické síly působící v bodě B

Odpověď:

Elektrická síla mezi náboji v bodech B a C:

F_BC = k(q)_B)(q_C) /r_BC²

F_BC = (9 x 10⁹)(2 × 10^-6)(2 × 10^-6) / (2 × 10^-1)²

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

F_BC = (36 x 10^-3) / (4 × 10^-2)

F_BC = 9 x 10^-1

F_BC = 0,9 Newtonů

Elektrický náboj v bodech B a C je kladný, proto směr elektrické síly F je_BC doleva, směrem od bodu C.

Elektrická síla mezi náboji v bodech B a A:

F_BA = k(q)_B)(q_A) /r_BA²

F_BA = (9 x 10⁹)(2 × 10^-6)(2 × 10^-6) / (2 × 10^-1)²

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

F_BA = (36 x 10^-3) / (4 × 10^-2)

F_BA = 9 x 10^-1

F_BA = 0,9 Newtonů

Elektrický náboj v bodech B a A je kladný, proto směr elektrické síly F je_BA dolů, pryč od bodu A.

Dvě elektrické síly svírají pravý úhel, proto se výsledná elektrická síla působící v bodě B vypočítá pomocí Pythagorovy věty.

Správná odpověď je B.

7. Podívejte se na následující obrázek!

Tři náboje Q₁,Q₂a Q₃ je na špičce pravoúhlého trojúhelníku ABC. Délka AB = BC = 30 cm. Je známo, že k = 9.10⁹ Nm².C^-2 a 1 µ = 10^-6 pak výsledná Coulombova síla působící na náboj Q₁ je….

A. 1 N

B. 5 N

C. 7 N

D. 10 N

V. 12 N

Diskuse

Je známo, že:

Náboj v bodě A (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Coulomb

Náboj v bodě B (q_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 Coulomb

Náboj v bodě C (q_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 Coulomb

Vzdálenost od B do C (r_BC) = 30 cm = 0,3 metru = 3 x 10^-1 metr

Vzdálenost od B k A (r_BA) = 30 cm = 0,3 metru = 3 x 10^-1 metr

k = 9.10⁹ Nm².C^-2

Zeptal se: Výsledná Coulombova síla v bodě B

Odpověď:

Elektrická síla mezi náboji v bodech B a C:

F_BC = k(q)_B)(q_C) /r_BC²

F_BC = (9 x 10⁹)(10 × 10^-6)(4 × 10^-6) / (3 × 10^-1)²

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

F_BC = (360 x 10^-3) / (9 × 10^-2)

F_BC = 40 x 10^-1

F_BC = 4 Newtonů

Elektrický náboj v bodě B je záporný a elektrický náboj v bodě C je kladný, proto směr elektrické síly F je_BC doprava směrem k bodu C.

Elektrická síla mezi náboji v bodech B a A:

F_BA = k(q)_B)(q_A) /r_BA²

F_BA = (9 x 10⁹)(10 × 10^-6)(3 × 10^-6) / (3 × 10^-1)²

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

F_BA = (270 x 10^-3) / (9 × 10^-2)

F_BA = 30 x 10^-1

F_BA = 3 Newtonů

Elektrický náboj v bodě B je záporný a elektrický náboj v bodě A je kladný, proto směr elektrické síly F je_BA směrem k bodu A.

Dvě elektrické síly svírají pravý úhel, proto se výsledná elektrická síla působící v bodě B vypočítá pomocí Pythagorovy věty.

Správná odpověď je B.

8. V rohových bodech trojúhelníku ABC s délkou strany AB = BC = 20 cm a stejnou velikostí náboje (q = 2µC) jako na obrázku na boku (k = 9.10⁹ Nm².C^-2, 1 µ = 10^-6Velikost elektrické síly Práce v bodě B je….

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

Diskuse

Je známo, že:
Náboj v bodě A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Náboj v bodě B (q_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Náboj v bodě C (q_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Vzdálenost od B do C (r_BC) = 20 cm = 0,2 metru = 2 x 10^-1 metr
Vzdálenost od B k A (r_BA) = 20 cm = 0,2 metru = 2 x 10^-1 metr
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Zeptal se: Velikost elektrické síly působící v bodě B
Odpověď:

Elektrická síla mezi náboji v bodech B a C:
F_BC = k(q)_B)(q_C) /r_BC²
F_BC = (9 x 10⁹)(2 × 10^-6)(2 × 10^-6) / (2 × 10^-1)²
F_BC = (9 x 10⁹)(4 × 10^-12) / (4 × 10^-2)
F_BC = (36 x 10^-3) / (4 × 10^-2)
F_BC = 9 x 10^-1
F_BC = 0,9 Newtonů
Elektrický náboj v bodech B a C je kladný, proto směr elektrické síly F je_BC doleva, směrem od bodu C.

Elektrická síla mezi náboji v bodech B a A:
F_BA = k(q)_B)(q_A) /r_BA²
F_BA = (9 x 10⁹)(2 × 10^-6)(2 × 10^-6) / (2 × 10^-1)²
F_BA = (9 x 10⁹)(4 × 10^-12) / (4 × 10^-2)
F_BA = (36 x 10^-3) / (4 × 10^-2)
F_BA = 9 x 10^-1
F_BA = 0,9 Newtonů
Elektrický náboj v bodech B a A je kladný, proto směr elektrické síly F je_BA dolů, pryč od bodu A.

Dvě elektrické síly svírají pravý úhel, proto se výsledná elektrická síla působící v bodě B vypočítá pomocí Pythagorovy věty.
Správná odpověď je B.

9. Podívejte se na následující obrázek!
Tři náboje Q₁,Q₂a Q₃ je na špičce pravoúhlého trojúhelníku ABC. Délka AB = BC = 30 cm. Je známo, že k = 9.10⁹ Nm².C^-2 a 1 µ = 10^-6 pak výsledná Coulombova síla působící na náboj Q₁ je….

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

Diskuse
Je známo, že:
Náboj v bodě A (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Coulomb
Náboj v bodě B (q_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 Coulomb
Náboj v bodě C (q_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 Coulomb
Vzdálenost od B do C (r_BC) = 30 cm = 0,3 metru = 3 x 10^-1 metr
Vzdálenost od B k A (r_BA) = 30 cm = 0,3 metru = 3 x 10^-1 metr
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Zeptal se: Výsledná Coulombova síla v bodě B
Odpověď:
Elektrická síla mezi náboji v bodech B a C:
F_BC = k(q)_B)(q_C) /r_BC²
F_BC = (9 x 10⁹)(10 × 10^-6)(4 × 10^-6) / (3 × 10^-1)²
F_BC = (9 x 10⁹)(40 × 10^-12) / (9 × 10^-2)
F_BC = (360 x 10^-3) / (9 × 10^-2)
F_BC = 40 x 10^-1
F_BC = 4 Newtonů
Elektrický náboj v bodě B je záporný a elektrický náboj v bodě C je kladný, proto směr elektrické síly F je_BC doprava směrem k bodu C.

Elektrická síla mezi náboji v bodech B a A:
F_BA = k(q)_B)(q_A) /r_BA²
F_BA = (9 x 10⁹)(10 × 10^-6)(3 × 10^-6) / (3 × 10^-1)²
F_BA = (9 x 10⁹)(30 × 10^-12) / (9 × 10^-2)
F_BA = (270 x 10^-3) / (9 × 10^-2)
F_BA = 30 x 10^-1
F_BA = 3 Newtonů
Elektrický náboj v bodě B je záporný a elektrický náboj v bodě A je kladný, proto směr elektrické síly F je_BA směrem k bodu A.
 
Dvě elektrické síly svírají pravý úhel, proto se výsledná elektrická síla působící v bodě B vypočítá pomocí Pythagorovy věty.
Správná odpověď je B.

Zdroj otázky:

Otázky z fyziky k celostátní zkoušce pro středoškolské/odborné gymnázium