Coulombi jõu näideküsimused

9 näidet Coulombi jõu küsimustest

1. Kolm koormat on paigutatud nagu alloleval pildil. Laengule B mõjuv Coulombi jõud on … (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 09 x 10 ¹ N laadimiseks C

B. 09 x 10 ¹ N laadimiseks A

C. 18 x 10 ¹ N laadimiseks C

D. 18 x 10 ¹ N laadimiseks A

E. 36 x 10 ¹ N laadimiseks C

Arutelu

On teada, et :

q _A = 10 µC = 10 x ^10⁻⁶ C = ^10⁻⁶ Coulombi

q _B = 10 µC = 10 x ^10⁻⁶ = ^10⁻⁶ kulonit

q _C = 20 µC = 20 x ^10⁻⁶ = 2 x ^10⁻⁶ Coulombi

r _AB = 0,1 meetrit = ^10⁻¹ meetrit

r _BC = 0,1 meetrit = ^10⁻¹ meetrit

k = 9 × ^10⁻⁹ Nm² ^{C −2}

Küsiti : Laengule B mõjuv Coulombi jõud

Vastus :

Laengule B mõjuvad kaks Coulombi jõudu ehk elektrilist jõudu: laengute A ja B vaheline Coulombi jõud (F _AB ) ning laengute B ja C vaheline Coulombi jõud (F _{BC ). Laengule B mõjuv Coulombi jõud on F AB} ja F _BC jõudude resultant.

Coulombi jõud laengute A ja B vahel:

Laeng A ja laeng B on positiivsed, seega liigub FAB laengu C suunas_.

Coulombi jõud laengute B ja C vahel:

Laeng B ja laeng C on positiivsed, seega liigub F _{BC laengu A suunas.}

Laengule B mõjuv Coulombi jõud:

FB ₌ FBC – _{FAB =} 180-90 = 90 N

_{Laengule B ( FB} ) mõjuv Coulombi jõud on 90 njuutonit. _FB suund on sama mis _FBC suund , nimelt laengu A suunas.

Õige vastus on B.

2. Laengule B mõjuva Coulombi jõu suurus ja suund on... ( k = 9 x 10⁻⁹ ^Nm² C⁻² ^{, 1} μC = 10⁻⁶ ^C )

A. 2,5 k Q ² r ^-2 vasakule

B. 2,5 k Q ² r ^-2 paremale

C. 2 k Q ² r ^-2 vasakule

D. 2 k Q ² r ^-2 paremale

E. 1 k Q ² r ^-2 vasakule

Arutelu

On teada, et :

Laeng A (q _A ) = +Q

Laeng B (q _B ) = -2Q

Laeng C (q _C ) = -Q

Laengute A ja B vaheline kaugus (r _AB ) = r

Laengute B ja C vaheline kaugus (r _BC ) = 2r

k = 9 × ^10⁻⁹ Nm² ^{C −2}

Küsimus : laengule B mõjuva Coulombi jõu suurus ja suund?

Vastus :

Coulombi jõud laengu A ja laengu B vahel:

_{Laeng A on positiivne ja laeng B on negatiivne, nii et FAB} suund on laengu A suunas.

Coulombi jõud laengu B ja laengu C vahel:

Laeng B on negatiivne ja laeng C on negatiivne, seega on F _BC suund laengu A suunas.

Laengule B mõjuv resultantjõud:

F = _FAB + _FBC = 2k Q² ^/ r² + 0,5k Q² ^{/ r² = 2,5k Q²} / ^r² = 2,5k Q² ^/ r² ⁼ 2,5k ^Q²r -2

Coulombi jõu suund on laengu A suunas ehk vasakule.

Õige vastus on A.

3. Kaks elektrilaengut on paigutatud eraldi, nagu joonisel näidatud. Laeng punktis A on 8 µC ja mõlemale laengule mõjuv tõmbejõud on 45 N. Kui laeng A on nihutatud paremale 1 cm võrra ja k = 9.10 ⁹ Nm ² C ^-2 , siis mõlemale laengule mõjuv tõmbejõud on…

A. 45 N

B. 60 N

C. 80 N

D. 90 N

E. 120 N

Arutelu

On teada, et :

Elektrilaeng temperatuuril A (q _A ) = 8 µC = 8 x ^10⁻⁶ kuloni

Kahe laengu vaheline elektriline jõud (F) = 45 njuutonit

Kahe laengu vaheline kaugus (r _AB ) = 4 cm = 0,04 meetrit = 4 x ^10⁻² meetrit

Konstant (k) = 9 ^{× 10⁻⁹} Nm² · ^C⁻²

Küsimus : Kahe laengu vaheline elektriline jõud, kui laeng A nihkub paremale 1 cm ehk 0,01 meetri võrra?

Vastus :

Esmalt arvuta elektrilaeng punktis B ja seejärel arvuta kahe elektrilaengu vaheline elektrijõud, kui elektrilaeng punktis A on 1 cm võrra paremale nihutatud.

Elektrilaeng punktis B :

Valem Coulombi seadus :

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

Fr2 = k( _qA ) ⁽ _qB )

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

Elektrilaeng punktis B :

qB ₌ (45)(4 × ^10⁻² ) ^² / (9 × ^10⁻¹ )(2 × ^10⁻³ )

qB ₌ (45)(16 × ^10⁻⁴ ) / 72 × ^10⁻³

qB = (720 × _10⁻⁴ ⁾ / (72 × ^10⁻³ )

q _B = 10 x ^10⁻⁷ kuloni

Elektrilaengute A ja B vaheline elektriline jõud :

Kui laeng punktis A nihkub 1 cm võrra paremale, siis kahe laengu vaheline kaugus on 3 cm = 0,03 meetrit = 3 x 10⁻² ^meetrit.

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

F = (9 × 10⁻¹ ⁾ (8 × ^10⁻³ )(10 × ^10⁻¹ ) / (3 × ^10⁻² ) ^²

F = (9 × 10⁻³ ⁾ (80 × ^10⁻⁷ ) / (9 × ^10⁻⁴ )

F = (1 × 10⁻³ ⁾ (80 × ^10⁻⁷ ) / (1 × ^10⁻⁴ )

F = (80 × ^10⁻⁴ ) / (1 × ^10⁻⁴ )

F = 80 njuutonit

Õige vastus on C.

4. Kaks elektrilaengut P ja Q, mis asuvad teineteisest 10 cm kaugusel, kogevad 8 N suurust tõmbejõudu. Kui laeng Q nihkub 5 cm võrra laengu P suunas (1 µC = 10⁻⁶ ^{C ja k = 9 x 10⁶ Nm²·C⁻² )} , ^siis tekkiv elektrijõud ^on ...

A. 8 N

B. 16 N

C. 32 N

D. 40 N

E. 56 N

Arutelu

On teada, et :

Laengute P ja Q vaheline kaugus (r _PQ ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x ^10⁻¹ m

Laengute P ja Q vaheline elektriline jõud (F) = 8 N

Elektrilaeng Q (q _Q ) = 40 µC = 40 x ^10⁻⁶ C

Konstant (k) = 9 ^{× 10⁻⁹} Nm² · ^C⁻²

Küsimus : Laengute P ja Q vaheline elektriline jõud, kui laeng Q nihkub 5 cm laengu P suunas.

Vastus :

Esmalt arvuta elektrilaeng P, seejärel arvuta kahe elektrilaengu vaheline elektrijõud, kui elektrilaeng Q on nihutatud 5 cm laengu P suunas.

Elektrilaeng P :

qP = Fr² ^/ k _{( qQ} )

qP ₌ (8)(1 × ^10⁻¹ ) ^² / (9 × ^10⁻¹ )(40 × ^10⁻³ )

qP ₌ (8)(1 × ^10⁻² ) / 360 × ^10⁻³

qP ₌ (8 × ^10⁻² ) / (36 × ^10⁻² )

qP = (1 × ^10⁻² ) / (4,5 × _10⁻² ⁾

q _P = (1/4,5) × ^10⁻⁶ Coulomb

Elektrilaengute P ja Q vaheline elektriline jõud :

Kui laeng Q-s nihkub 5 cm võrra vasakule, on kahe laengu vaheline kaugus 5 cm = 0,05 meetrit = 5 x 10⁻² ^meetrit.

F = k(qP ₎ ( _qQ ) / ^r²

F = (9 × 10⁻⁷ ⁾ ((1/4,5) × ^10⁻⁶ )(40 × ^10⁻⁶ ) / (5 × ^10⁻² ) ^²

F = (2 × 10⁻³ ⁾ (40 × ^10⁻⁷ ) / (25 × ^10⁻⁴ )

F = (80 × ^10⁻⁴ ) / (25 × ^10⁻⁴ )

F = 3,2 × ^10⁻¹

F = 32 njuutonit

Õige vastus on C.

5. Vaadake järgmist elektrilaengute pilti. Laengu q _B poolt kogetav elektriline jõud on 8 N (1 µC = 10⁻⁶ C) ja (k = 9.10⁶ Nm² ^· C⁻² ⁾ . ^{Kui laeng} q _{B nihkub punktist A 4 cm kaugusele, siis q B} poolt kogetav elektriline jõud on nüüd…

A. 2 N

B. 4 N

C. 6 N

D. 8 N

E. 10 N

Arutelu

On teada, et :

Laengute A ja B vaheline kaugus (r _AB ) = 2 cm = 0,02 m = 2 x ^10⁻² m

Laengute A ja B vaheline elektriline jõud (F) = 8 N

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

Konstant (k) = 9 ^{× 10⁻⁹} Nm² · ^C⁻²

Küsimus : Laengute A ja B vaheline elektriline jõud, kui nende vaheline kaugus on 4 cm?

Vastus :

Esmalt arvuta elektrilaeng B, seejärel arvuta kahe elektrilaengu vaheline elektrijõud, kui kahe elektrilaengu vaheline kaugus on 4 cm = 0,04 meetrit = 4 x 10⁻² ^meetrit.

Elektrilaeng B :

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

qB ₌ (8)(2 × ^10⁻² ) ^² / (9 × ^10⁻¹ )(2 × ^10⁻³ )

qB ₌ (8)(4 × ^10⁻⁴ ) / (18 × ^10⁻³ )

qB = (32 × _10⁻⁴ ⁾ / (18 × ^10⁻³ )

q _B = (32/18) × ^10⁻⁷

q _B = (16/9) x ^10⁻⁷ kulonit

Laengute A ja B vaheline elektriline jõud :

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

F = (9 × 10⁻⁷ ⁾ (2 × ^10⁻⁶ )((16/9) × ^10⁻⁷ ) / (4 × ^10⁻² ) ^²

F = (18 × 10⁻³ ⁾ ((16/9) × ^10⁻⁷ ) / (16 × ^10⁻⁴ )

F = (2 × 10⁻³ ⁾ (16 × ^10⁻⁷ ) / (16 × ^10⁻⁴ )

F = (2 × 10⁻³ ⁾ (1 × ^10⁻⁷ ) / (1 × ^10⁻⁴ )

F = (2 × ^10⁻⁴ ) / (1 × ^10⁻⁴ )

F = 2 njuutonit

Õige vastus on A.

6. Kolmnurga ABC, mille külje pikkus AB = BC = 20 cm ja laengu suurus (q = 2µC) on paigutatud nurgapunktidesse (punktile k = 9.10 ^{^9} Nm² ·C⁻² ^, 1 µ = 10 ^{^ 6} ). Punktile B mõjuva elektrijõu suurus on….

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N

D. 0,81 N

E. 0,4 N

Arutelu

On teada, et:

Laeng punktis A (q _A ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Laeng punktis B (q _B ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Laeng punktis C (q _C ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Kaugus B-st C-ni (r _BC ) = 20 cm = 0,2 meetrit = 2 x ^10⁻¹ meetrit

Kaugus B-st A-ni (r _BA ) = 20 cm = 0,2 meetrit = 2 x ^10⁻¹ meetrit

^k = 9.10 ⁹ Nm² ^C⁻²

Küsimus: Punktile B mõjuva elektrilise jõu suurus

Vastus:

Elektriline jõud laengute vahel punktides B ja C:

FBC = k( ^qB ₎ ( _{qC )} / _rBC2

F _BC = (9 x 10⁻¹ ⁾ (2 x ^10⁻³ )(2 x ^10⁻³ ) / (2 x ^10⁻¹ ) ^²

FBC ₌ (9 x 10⁻¹ ⁾ (4 x ^10⁻¹² ) / (9 x ^10⁻² )

F _BC = (36 × 10⁻³ ⁾ / (4 × ^10⁻² )

F _BC = 9 x ^10⁻¹

F _BC = 0,9 njuutonit

Elektrilaeng punktides B ja C on positiivne, seega on elektrijõu F _BC suund vasakule, punktist C eemale.

Elektriline jõud laengute vahel punktides B ja A:

FBA = k( ^qB ₎ ( _{qA )} / _rBA2

FBA ₌ (9 × 10⁻¹ ⁾ (2 × ^10⁻³ )(2 × ^10⁻³ ) / (2 × ^10⁻¹ ) ^²

FBA ₌ (9 × 10⁻¹ ⁾ (4 × ^10⁻¹² ) / (9 × ^10⁻² )

FBA = ₍ 36 × 10⁻³ ⁾ / (4 × ^10⁻² )

F _BA = 9 x ^10⁻¹

F _BA = 0,9 njuutonit

Elektrilaeng punktides B ja A on positiivne, seega on elektrijõu FBA suund _allapoole , punktist A eemale.

Kaks elektrilist jõudu moodustavad täisnurga, seega arvutatakse punktis B mõjuv elektriline jõud Pythagorase valemi abil.

Õige vastus on B.

7. Vaata järgmist pilti!

Kolm laengut Q1 _, Q2 _ja Q3 _paiknevad täisnurkse kolmnurga ABC tippudes. AB pikkus = BC = 30 cm. Arvestades, et k = 9.10 ⁹ Nm ² C ^-2 ja 1 µ = 10 ^-6, siis laengule Q1 mõjuv Coulombi jõud _on ….

A. 1 N

B. 5 N

C. 7 N

D. 10 N

E. 12 N

Arutelu

On teada, et:

Laeng punktis A (q _A ) = 3 µC = 3 x ^10⁻⁶ Coulomb

Laeng punktis B (q _B ) = -10 µC = -10 x ^10⁻⁶ Coulomb

Laeng punktis C (q _C ) = 4 µC = 4 x ^10⁻⁶ Coulomb

Kaugus B-st C-ni (r _BC ) = 30 cm = 0,3 meetrit = 3 x ^10⁻¹ meetrit

Kaugus B-st A-ni (r _BA ) = 30 cm = 0,3 meetrit = 3 x ^10⁻¹ meetrit

^k = 9.10 ⁹ Nm² ^C⁻²

Küsimus: Resultantne Coulombi jõud punktis B

Vastus:

Elektriline jõud laengute vahel punktides B ja C:

FBC = k( ^qB ₎ ( _{qC )} / _rBC2

F _BC = (9 x 10⁻¹ ⁾ (10 x ^10⁻³ )(4 x ^10⁻³ ) / (3 x ^10⁻¹ ) ^²

FBC ₌ (9 x 10⁻¹ ⁾ (40 x ^10⁻¹² ) / (9 x ^10⁻² )

F _BC = (360 × 10⁻³ ⁾ / (9 × ^10⁻² )

F _BC = 40 x ^10⁻¹

F _BC = 4 njuutonit

Punktis B on elektrilaeng negatiivne ja punktis C on elektrilaeng positiivne, seega on elektrijõu F _BC suund paremale punkti C suunas.

Elektriline jõud laengute vahel punktides B ja A:

FBA = k( ^qB ₎ ( _{qA )} / _rBA2

FBA ₌ (9 × 10⁻¹ ⁾ (10 × ^10⁻³ )(3 × ^10⁻³ ) / (3 × ^10⁻¹ ) ^²

FBA ₌ (9 × 10⁻¹ ⁾ (30 × ^10⁻¹² ) / (9 × ^10⁻² )

FBA = ₍ 270 × 10⁻³ ⁾ / (9 × ^10⁻² )

F _BA = 30 x ^10⁻¹

F _BA = 3 njuutonit

Punktis B on elektrilaeng negatiivne ja punktis A on elektrilaeng positiivne, seega on elektrijõu FBA suund _ülespoole punkti A suunas.

Kaks elektrilist jõudu moodustavad täisnurga, seega arvutatakse punktis B mõjuv elektriline jõud Pythagorase valemi abil.

Õige vastus on B.

8. Kolm elektrilaengut paiknevad kolmnurga ABC nurkades, mille külje pikkus AB = BC = 20 cm ja laengu suurus (q = 2µC) on sama nagu kõrvaloleval pildil (k = 9.10⁹ Nm².C^-2, 1 µ = 10^-6). Elektrilise jõu suurusjärk Punktis B töötamine on…

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

Arutelu

On teada, et:
Laeng punktis A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Laeng punktis B (q_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Laeng punktis C (q_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Kaugus B-st C-ni (r_BC) = 20 cm = 0,2 meetrit = 2 x 10^-1 meeter
Kaugus B-st A-ni (r_BA) = 20 cm = 0,2 meetrit = 2 x 10^-1 meeter
k = 9.10 XNUMX XNUMX⁹ Nm².C^-2
Küsis: Punktis B mõjuva elektrilise jõu suurus
Vastus:

Elektriline jõud laengute vahel punktides B ja C:
F_BC = k (q_B)(q_C) /r_BC²
F_BC = (9 x 10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 × 10^-1)²
F_BC = (9 x 10⁹)(4 x 10^-12) / (4 × 10^-2)
F_BC = (36 x 10^-3) / (4 × 10^-2)
F_BC = 9 x 10^-1
F_BC = 0,9 njuutonit
Elektrilaeng punktides B ja C on positiivne, seega elektrijõu F suund on_BC vasakule, punktist C eemale.

Elektriline jõud laengute vahel punktides B ja A:
F_BA = k (q_B)(q_A) /r_BA²
F_BA = (9 x 10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 × 10^-1)²
F_BA = (9 x 10⁹)(4 x 10^-12) / (4 × 10^-2)
F_BA = (36 x 10^-3) / (4 × 10^-2)
F_BA = 9 x 10^-1
F_BA = 0,9 njuutonit
Elektrilaeng punktides B ja A on positiivne, seega elektrijõu F suund on_BA alla, punktist A eemale.

Kaks elektrilist jõudu moodustavad täisnurga, seega arvutatakse punktis B mõjuv elektriline jõud Pythagorase valemi abil.
Õige vastus on B.

9. Vaata järgmist pilti!
Kolm laengut Q₁,Q₂ja Q₃ asub täisnurkse kolmnurga ABC tipus. Liini AB pikkus = BC = 30 cm. On teada, et k = 9.10 XNUMX XNUMX⁹ Nm².C^-2 ja 1 µ = 10^-6 siis laengule Q mõjuv Coulombi jõud₁ on….

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

Arutelu
On teada, et:
Laeng punktis A (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Coulomb
Laeng punktis B (q_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 Coulomb
Laeng punktis C (q_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 Coulomb
Kaugus B-st C-ni (r_BC) = 30 cm = 0,3 meetrit = 3 x 10^-1 meeter
Kaugus B-st A-ni (r_BA) = 30 cm = 0,3 meetrit = 3 x 10^-1 meeter
k = 9.10 XNUMX XNUMX⁹ Nm².C^-2
Küsis: Coulombi jõud punktis B
Vastus:
Elektriline jõud laengute vahel punktides B ja C:
F_BC = k (q_B)(q_C) /r_BC²
F_BC = (9 x 10⁹)(10 x 10^-6)(4 x 10^-6) / (3 × 10^-1)²
F_BC = (9 x 10⁹)(40 x 10^-12) / (9 × 10^-2)
F_BC = (360 x 10^-3) / (9 × 10^-2)
F_BC = 40 x 10^-1
F_BC = 4 njuutonit
Punktis B on elektrilaeng negatiivne ja punktis C on elektrilaeng positiivne, seega elektrijõu F suund on_BC paremale punkti C suunas.

Elektriline jõud laengute vahel punktides B ja A:
F_BA = k (q_B)(q_A) /r_BA²
F_BA = (9 x 10⁹)(10 x 10^-6)(3 x 10^-6) / (3 × 10^-1)²
F_BA = (9 x 10⁹)(30 x 10^-12) / (9 × 10^-2)
F_BA = (270 x 10^-3) / (9 × 10^-2)
F_BA = 30 x 10^-1
F_BA = 3 njuutonit
Punktis B on elektrilaeng negatiivne ja punktis A on elektrilaeng positiivne, seega elektrijõu F suund on_BA punkti A suunas üles.
 
Kaks elektrilist jõudu moodustavad täisnurga, seega arvutatakse punktis B mõjuv elektriline jõud Pythagorase valemi abil.
Õige vastus on B.

Küsimuse allikas:

Füüsika riikliku eksami küsimused gümnaasiumile/kutsekoolile