Příklady otázek k Coulombově zákonu

10 příkladů Coulombova zákona

1. Dva náboje jsou uspořádány tak, jak je znázorněno na obrázku níže. Náboj v bodě A je +8 mikrocoulombů a náboj v bodě B je -5 mikrocoulombů. Velikost Coulombovy síly působící na oba náboje je… (k = 9 x 109 ^Nm² C − ^{2 ,} 1 mikrocoulomb = 10−6 ^C )

Diskuse
Je známo :

Zeptal se Velikost elektrické síly působící na oba náboje
Jawab :

Coulombův vzorec :

Velikost elektrické síly působící na dva náboje:

2. Elektrický náboj P = +10 mikrocoulombů a elektrický náboj Q = +20 mikrocoulombů jsou od sebe odděleny, jak je znázorněno na obrázku. Velikost Coulombovy síly působící na oba náboje je…

Diskuse
Je známo :

Zeptal se Velikost Coulombovy síly působící na oba náboje
Jawab :

Velikost Coulombovy síly nebo elektrické síly působící na oba náboje je 125 Newtonů.

3. Tři elektrické náboje jsou umístěny odděleně, jak je znázorněno na obrázku! Náboj A = -5 mikrocoulombů, náboj B = +10 mikrocoulombů a náboj C = -12 mikrocoulombů. Velikost a směr elektrické síly působící na náboj B jsou…

Diskuse
Je známo :

Zeptal se Velikost a směr elektrické síly působící na náboj B
Jawab :
Elektrická síla působící na náboj B je výslednicí elektrické síly mezi náboji A a B a elektrické síly mezi náboji B a C.
Elektrická síla mezi náboji A a B :

Náboj A je záporný a náboj B je kladný, takže směr Coulombovy síly směřuje k náboji A a od náboje B (doleva).
Elektrická síla mezi náboji B a C :

Náboj B je kladný a náboj C je záporný, takže směr Coulombovy síly směřuje k náboji C a od náboje B (doprava).
Výsledná elektrická síla působící na náboj B :
Směr F_AB doleva a směr F_BC doprava.
F_B =F_AB - F_BC = 675 N – 125 N = 550 Newtonů.
Směr výsledné elektrické síly působící na náboj B (F_B) = směr elektrické síly F_AB, a to směrem k náboji C (doprava).

4. Elektrické náboje +Q1 ₌ 10 mikrocoulombů, +Q2 ₌ 50 mikrocoulombů a Q3 _jsou odděleny, jak je znázorněno na obrázku. Takže elektrická síla působící na náboj Q2 ₌ nula, pak je náboj _Q3 …

Diskuse
Je známo :
Náboj 1 (q₁) = +10 μC = +10 x 10^-6 Coulomb
Náboj 2 (q₂) = +50 μC = +50 x 10^-6 Coulomb
Vzdálenost mezi náboji 1 a 2 (r₁₂) = 2 cm = 0,02 m = 2 × 10^-2 m
Vzdálenost mezi náboji 2 a 3 (r₂₃) = 6 cm = 0,06 m = 6 × 10^-2 m
Výsledná elektrická síla působící na náboj 2 (F₂) = 0
Zeptal se : náboj 3 (q₃)
Jawab :
Elektrická síla působící na náboj 2 je výslednicí elektrické síly mezi náboji 1 a 2 a elektrické síly mezi náboji 2 a 3.
Elektrická síla mezi náboji 1 a 2 :

Náboj 1 je kladný a náboj 2 je kladný, takže směr je F.₁₂ je směrem k náboji 3 (vpravo).
Elektrická síla mezi náboji 2 a 3 :

Náboj 2 je kladný a náboj 3 je kladný, takže směr je F.₂₃ je směrem k náboji 1 (vlevo).
Výsledná elektrická síla na náboj 2 = 0 :
Směr F₁₂ vpravo a směr F₂₃ doleva.

5. Na obrázku na boku je odpudivá síla působící na oba náboje 144 N, takže vzdálenost mezi nimi je… (1 μC = 10⁻⁶ ^C a k = ^9.10⁻⁹ Nm² · ^{C⁻² )}

A. 4 cm

B. 5 cm

Cca 8 cm

D. 10 cm

V. 12 cm

Diskuse

Je známo, že:

Elektrická síla (F ₁₂ ) = 144 N

Náboj 1 (q² ₎ = 10 μC = 10 x ^10⁻⁶ C

Náboj 2 (q² ₎ = 4 μC = 4 x ^10⁻⁶ C

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

C = Coulomb, N = Newton, m = metr

Otázka: Vzdálenost mezi dvěma náboji (r)

Odpověď:

Coulombův vzorec:

Popis: F = elektrická síla, k = Coulombova konstanta, q = elektrický náboj, r = vzdálenost mezi dvěma elektrickými náboji.

Vzdálenost mezi dvěma náboji (r) = 5 x 10⁻² ^metrů = 5 x ^10⁻² x 10⁻² ^centimetrů = 5 centimetrů.

Správná odpověď je B.

6. Dva elektrické náboje jsou znázorněny na obrázku níže. Pokud Coulombova síla působící na oba náboje je 3,6 N, pak vzdálenost mezi nimi je… (1 μC = 10⁻⁶ ^C a k = ^9.10⁻⁶ Nm² ^· C⁻² ⁾

A. 30,0 cm

B. 27,0 cm

Cca 9,0 cm

D. 3,0 cm

V. 0,3 cm

V. 12 cm

Diskuse

Je známo, že:

Elektrická síla (F ₁₂ ) = 3,6 N

Náboj 1 (q² ₎ = 9 μC = 9 x ^10⁻⁶ C

Náboj 2 (q² ₎ = 4 μC = 4 x ^10⁻⁶ C

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

C = Coulomb, N = Newton, m = metr

Otázka: Vzdálenost mezi dvěma náboji (r)

Odpověď:

Coulombův vzorec:

Popis: F = elektrická síla, k = Coulombova konstanta, q = elektrický náboj, r = vzdálenost mezi dvěma elektrickými náboji.

Vzdálenost mezi dvěma náboji (r) = 0,3 metru = 0,3 x 100 centimetrů = 30 centimetrů.

Správná odpověď je A.

7. Tři bodové náboje jsou umístěny v rozích trojúhelníku, jak je znázorněno na obrázku. Velikost Coulombovy síly v bodě A je… (k = 9.10⁻¹ ^{Nm² ·} C⁻² ; ¹ μ = ^10⁻⁶ )

A. 10 N

B. 60 N

C. 90 N

D. 90 √2 N

E. 100 √2 N

Diskuse

Je známo, že:

Náboj A (q _A ) = -2 μC = -2 x ^10⁻⁶ C

Náboj B (q _B ) = 8 μC = 8 x ^10⁻⁶ C

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

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

Vzdálenost mezi náboji A a B (r _AB ) = 4 cm = 4 x ^10⁻² metrů

Vzdálenost mezi náboji A a C (r _AC ) = 3 cm = 3 x ^10⁻² metrů

C = Coulomb, N = Newton, m = metr

Otázka: Elektrická síla v bodě A

Odpověď:

Coulombův vzorec:

Popis: F = elektrická síla, k = Coulombova konstanta, q = elektrický náboj, r = vzdálenost mezi dvěma elektrickými náboji.

Elektrická síla v bodě A:

F _AB a F _AC svírají pravý úhel, takže výsledná síla se vypočítá pomocí Pythagorovy věty.

Správná odpověď je D.

8. Dva objekty s elektrickým nábojem Q₁ a Q₂ ve vzdálenosti r cm vytváří odpudivou sílu 10 N. Pak náboj Q₁ posunuta tak, že vzniklá síla bude 40 N. Konstanta k = 9 x 10⁹ Nm².C^-2, pak náboj Q₁ musí být přesunuto…

A. 1/2 kola od _Q2

B. 1/2 r se blíží k _Q2

C. 1 r se pohybuje směrem od Q ₂

D. 2 r se blíží Q ₂

E. 2 r se pohybuje směrem od Q ₂

Diskuse

Je známo, že:

Vzdálenost mezi Q1 _a Q2 ₌ r cm

Odpudivá síla (F) = 10 N

Pokud se náboj Q1 _posune , odpudivá síla (F) = 40 N

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

Otázka: náboj Q1 _musí být posunut o...

Odpověď:

Vzorec pro elektrickou sílu:

^F = _kQ1Q2 / r2_​

Vzdálenost (r) je nepřímo úměrná síle (F). To znamená, že pokud je síla větší, vzdálenost mezi náboji bude menší. Náboj Q1 se tedy _musí přiblížit k náboji _Q2.

Správná odpověď je B.

9. Elektrický náboj +q₃ = 20 μC, +q₂ = 10 μC a q₁ oddělené, jak je znázorněno na obrázku. Takže Coulombova síla působící na náboj q₂ = nula, pak náboj q₁ je …
A. +2 μC
B. –2 μC
C. +5 μC
D. –5 μC
E. +8 μC
Diskuse:
Je známo :
+q₃ = 20 μC
+q₂ = 10 μC
Zeptal se :
q₁ =?
Jawab :
Při náboji q₂ pracovní síla F₂₃ a F.₂₁, kde F₂₃ směřující doleva. Takže výsledná síla působící na q₂ rovno nule, pak q₁ musí být kladná, aby síla F₂₁ směřující doprava.
Náboj q₁ = +5 μC.
Správná odpověď je C.

10. Tři elektrické náboje +q1 ₌ 5 μC, +q2 ₌ 10 μC a +q3 ₌ 10 μC leží v přímce. Pokud a = 10 cm , pak velikost a směr elektrické síly působící na náboj q2 _je … (k = 9 x ¹⁰⁹ Nm2C - ^{2 )}

A. 7,5 N směrem k q₁
B. 11,25 N směrem k q₂
C. 15 N směrem k q₁
D. 22,5 N směrem k q₁
E. 78,75 N směrem k q₁
Diskuse:
Je známo :
q₁= 5 μC, q₂ = 10 μC a q₃ = 10 μC
a = 0,1 m

Zeptal se :
Velikost a směr výsledné Coulombovy síly na q₂ ?
Jawab :
Na q působí dvě Coulombovy síly.₂, konkrétně F₂₁ a F.₂₃, kde směry těchto dvou sil jsou opačné. q₁ kladné a q₂ kladná, takže síla F₂₁ směrem doprava (směrem k q)₃). q₂ kladné a q₃ kladná, takže síla F₂₃ směrem doleva (směrem k q)₁).

Velikost výsledné elektrické síly = 90 N – 11,25 N = 78,75 N.
Směr výsledné síly je stejný jako směr síly F.₂₃, směrem k q₁.
Správná odpověď je E.