نمونه سوالات نیروی کولن

۹ نمونه سوال از نیروی کولن

1. سه بار مانند تصویر زیر چیده شده‌اند. نیروی کولنی که بار B متحمل می‌شود برابر است با ... (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2، ۱ میکروکولوم = ۱۰^-6 C)

الف. 09 x 10 ¹ N برای شارژ C

ب. 09 x 10 ¹ N برای شارژ A

ج. ۱۸ × ۱۰ ^۱ نیوتن برای شارژ C

د. ۱۸ × ۱۰ ^۱ N برای شارژ A

ه. ۳۶ × ۱۰ ^۱ نیوتن برای شارژ C

پمباهاسان

معلوم است که :

qA = _10µC = 10x10-6 C = ^{10-5 کولن}

qB = _10µC = ^10x10-6 = ^10-5 کولن

q _C = 20 µC = 20 x 10 ^-6 = 2 x 10 ^-5 کولن

r _AB = 0,1 متر = 10 ^-1 متر

r _BC = 0,1 متر = 10 ^-1 متر

k = 9 x 10 ⁹ نیوتن متر ^مربع C ⁻²

سوال : نیروی کولنی وارد بر بار B

پاسخ :

دو نیروی کولنی یا نیروی الکتریکی وجود دارد که بر بار B عمل می‌کنند، یعنی نیروی کولنی بین بارهای A و B (F _AB ) و نیروی کولنی بین بارهای B و C (F _BC ). نیروی کولنی که بار B متحمل می‌شود، برآیند F _AB و F _BC است.

نیروی کولنی بین بارهای A و B:

بار A مثبت و بار B مثبت است، به طوری که F _AB به سمت بار C می‌رود.

نیروی کولنی بین بارهای B و C:

بار B مثبت و بار C مثبت است، به طوری که F _BC به سمت بار A می‌رود.

نیروی کولنی وارد بر بار B:

F _B = F _BC – F _AB = 180-90 = 90 N

بزرگی نیروی کولنی که بار B (F _B ) متحمل می‌شود، ۹۰ نیوتن است. جهت F _B همان جهت F _BC است ، یعنی به سمت بار A.

جواب صحیح B است.

۲. بزرگی و جهت نیروی کولنی وارد بر بار B برابر است با... ( k = 9 x 10 ⁹ Nm² C ^{−2 ،} 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

الف. ۲.۵ کیلومتر Q ² r ^-2 به سمت چپ

ب. ۲.۵ کیلومتر Q ² r ^-2 به سمت راست

ج. 2 k Q ² r ^-2 به سمت چپ

د. ۲ ک س ^۲ ر ^-۲ به راست

ه. ۱ ک س ^۲ ر ^-۲ به سمت چپ

پمباهاسان

معلوم است که :

بار A (q _A ) = +Q

بار B (q _B ) = -2Q

بار C (q _C ) = -Q

فاصله بین بارهای A و B (r _AB ) = r

فاصله بین بارهای B و C (r _BC ) = 2r

k = 9 x 10 ⁹ نیوتن متر ^مربع C ⁻²

پرسیده شد : بزرگی و جهت نیروی کولنی وارد بر بار B

پاسخ :

نیروی کولنی بین بار A و بار B:

بار A مثبت و بار B منفی است، بنابراین جهت F _AB به سمت بار A است.

نیروی کولنی بین بار B و بار C:

بار B منفی و بار C منفی است، بنابراین جهت F _BC به سمت بار A است.

نیروی برآیند وارد بر بار B:

F = F _AB + F _BC = 2 k Q ² /r ² + 0,5 k Q ² /r ² = 2,5 k Q ² /r ² = 2,5 k Q ² r ^-2

جهت نیروی کولنی به سمت بار A یا به سمت چپ است.

جواب صحیح الف است.

۳. دو بار الکتریکی همانطور که در شکل نشان داده شده است، جداگانه قرار گرفته‌اند. بار در نقطه A برابر با ۸ میکروکولوم و نیروی جاذبه وارد بر هر دو بار ۴۵ نیوتن است. اگر بار A به اندازه ۱ سانتی‌متر به سمت راست جابجا شود و k = ۹.۱۰۹ ^نیوتن متر ^مربع .C ^-۲ باشد، آنگاه نیروی جاذبه وارد بر هر دو بار برابر است با…

الف. 45 ن

ب. ۶۰ ن

ج. ۹۰ شمالی

د. 90 ن

E. 120 N

پمباهاسان

معلوم است که :

بار الکتریکی در نقطه A (q _A ) = 8 µC = 8 x ^10-6 کولن

نیروی الکتریکی بین دو بار (F) = 45 نیوتن

فاصله بین دو بار (r _AB ) = 4 سانتی‌متر = 0,04 متر = 4 x 10 ^-2 متر

ثابت (k) = 9 x 10 ⁹ نیوتن متر ^مربع .C ^-2

سوال : نیروی الکتریکی بین دو بار اگر بار A به اندازه ۱ سانتی‌متر یا ۰.۰۱ متر به سمت راست جابجا شود.

پاسخ :

ابتدا بار الکتریکی را در نقطه B محاسبه کنید، سپس نیروی الکتریکی بین دو بار الکتریکی را محاسبه کنید، اگر بار الکتریکی در نقطه A به اندازه ۱ سانتی‌متر به سمت راست جابجا شود.

بار الکتریکی در نقطه B :

فرمول قانون کولن :

F = k(qA ₎ ( _qB ) / r^ ²

F r ² = k (q _A ) (q _B )

q _B = Fr r ² / k (q _A )

بار الکتریکی در نقطه B :

qB ₌ (45)(4 x 10 ^-2 ) ² / (9 x 10 ⁹ )(8 x 10 ^-6 )

qB ₌ (45)(16 x 10 ^-4 ) / 72 x 10 ³

qB ₌ (720 x 10 ^-4 ) / (72 x 10 ³ )

qB ₌ 10 × 10 ^-7 کولن

نیروی الکتریکی بین بارهای الکتریکی A و B :

اگر بار نقطه A به اندازه ۱ سانتی‌متر به سمت راست جابجا شود، فاصله بین دو بار ۳ سانتی‌متر = ۰.۰۳ متر = ۳ ضربدر ۱۰ به توان ۲ ^متر می‌شود .

F = k(qA ₎ ( _qB ) / r^ ²

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

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

F = (1 x 10 ⁹ )(80 x 10 ^-13 ) / (1 x 10 ^-4 )

F = (80 × 10 ^-4 ) / (1 × 10 ^-4 )

F = 80 نیوتن

جواب صحیح C است.

۴. دو بار الکتریکی P و Q که ۱۰ سانتی‌متر از هم فاصله دارند، نیروی جاذبه‌ای معادل ۸ نیوتن را تجربه می‌کنند. اگر بار Q به اندازه ۵ سانتی‌متر به سمت بار P جابجا شود (۱ میکروکولوم = ۱۰-۶ ^درجه سانتیگراد و k = ۹ × ۱۰۹ ^نیوتن متر ^مربع .C ^-۲ )، آنگاه نیروی الکتریکی ایجاد شده برابر است با...

الف. 8 ن

ب. ۶۰ ن

ج. ۹۰ شمالی

د. 40 ن

E. 56 N

پمباهاسان

معلوم است که :

فاصله بین بارهای P و Q (r _PQ ) = 10 سانتی‌متر = 0,1 متر = 1 × 10 ^-1 متر

نیروی الکتریکی بین بارهای P و Q (F) = 8 نیوتن

بار الکتریکی Q (q₂Q ₎ = 40 µC = 40 x ^10⁻¹ C

ثابت (k) = 9 x 10 ⁹ نیوتن متر ^مربع .C ^-2

سوال : نیروی الکتریکی بین بارهای P و Q اگر بار Q به اندازه 5 سانتی‌متر به سمت بار P جابجا شود.

پاسخ :

ابتدا بار الکتریکی P را محاسبه کنید، سپس نیروی الکتریکی بین دو بار الکتریکی را محاسبه کنید، اگر بار الکتریکی Q به اندازه ۵ سانتی‌متر به سمت بار P جابجا شود.

بار الکتریکی P :

q _P = F r ² / k (q _Q )

q _P = (8)(1 x 10 ^-1 ) ² / (9 x 10 ⁹ )(40 x 10 ^-6 )

q _P = (8)(1 x 10 ^-2 ) / 360 x 10 ³

q _P = (8 x 10 ^-2 ) / (36 x 10 ⁴ )

q _P = (1 x 10 ^-2 ) / (4,5 x 10 ⁴ )

q _P = (1/4,5) x 10 ^-6 کولن

نیروی الکتریکی بین بارهای الکتریکی P و Q :

اگر بار Q به اندازه ۵ سانتی‌متر به سمت چپ جابجا شود، فاصله بین دو بار ۵ سانتی‌متر = ۰.۰۵ متر = ۵ ضربدر ۱۰ ^{به توان} ۲ متر می‌شود.

F = k (q _P )(q _Q ) / r^ ²

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

F = (2 x 10 ³ )(40 x 10 ^-6 ) / (25 x 10 ^-4 )

F = (80 × 10 ^-3 ) / (25 × 10 ^-4 )

F = 3,2 × 10 به توان ¹

F = 32 نیوتن

جواب صحیح C است.

۵. به تصویر زیر از بارهای الکتریکی نگاه کنید. نیروی الکتریکی وارد بر بار q _B برابر با ۸ نیوتن (۱ میکروکولوم = ۱۰-۶ درجه سانتیگراد) و (k = ۹.۱۰۹ نیوتن متر مربع .C-۲) است ^. اگر ^بار q B ^{به ۴} سانتی‌متر _از A منتقل شود، نیروی الکتریکی وارد بر q _B اکنون برابر است با…

الف. 2 ن

ب. ۶۰ ن

ج. ۹۰ شمالی

د. 8 ن

E. 10 N

پمباهاسان

معلوم است که :

فاصله بین بارهای A و B (r _AB ) = 2 سانتی‌متر = 0,02 متر = 2 x 10 ^-2 متر

نیروی الکتریکی بین بارهای A و B (F) = 8 نیوتن

بار الکتریکی A (qA ₎ = 2 µC = 2 x ^10-6 C

ثابت (k) = 9 x 10 ⁹ نیوتن متر ^مربع .C ^-2

سوال : نیروی الکتریکی بین بارهای A و B اگر فاصله بین دو بار 4 سانتی متر باشد.

پاسخ :

ابتدا بار الکتریکی B را محاسبه کنید، سپس اگر فاصله بین دو بار الکتریکی 4 سانتی‌متر = 0,04 متر = 4 × 10 به توان ^{منفی 2} متر باشد، نیروی الکتریکی بین دو بار الکتریکی را محاسبه کنید.

بار الکتریکی ب :

q _B = Fr r ² / k (q _A )

qB ₌ (8)(2 x 10 ^-2 ) ² / (9 x 10 ⁹ )(2 x 10 ^-6 )

qB ₌ (8)(4 x 10 ^-4 ) / (18 x 10 ³ )

qB ₌ (32 x 10 ^-4 ) / (18 x 10 ³ )

qB = ₍ 32/18) x 10 ^-7

qB = (16/9) x ₁₀ ^-7 کولن

نیروی الکتریکی بین بارهای A و B :

F = k(qA ₎ ( _qB ) / r^ ²

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

F = (18 x 10 ³ )((16/9) x 10 ^-7 ) / (16 x 10 ^-4 )

F = (2 x 10 ³ )(16 x 10 ^-7 ) / (16 x 10 ^-4 )

F = (2 x 10 ³ )(1 x 10 ^-7 ) / (1 x 10 ^-4 )

F = (2 × 10 ^-4 ) / (1 × 10 ^-4 )

F = 2 نیوتن

جواب صحیح الف است.

۶. سه بار الکتریکی در نقاط گوشه مثلث ABC با طول ضلع AB = BC = 20 سانتی‌متر و همان اندازه بار (q = 2µC) مطابق تصویر کناری (k = 9.10 ⁹ Nm² ^{.C -2} , 1 µ = 10-6 ⁾ قرار دارند . اندازه نیروی الکتریکی وارد بر نقطه B برابر است با….

الف. 0,9√3 نیوتن

ب. 0,9√2 شمالی

ج. ۹۰ شمالی

د. 0,81 ن

E. 0,4 N

پمباهاسان

معلوم است که:

بار در نقطه A (q _A ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 کولن

بار در نقطه B (qB ₎ = 2 µC = 2 x ^10-6 کولن

بار در نقطه C (q _C ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 کولن

فاصله B تا C (r _BC ) = 20 سانتی‌متر = 0,2 متر = 2 x 10 ^-1 متر

فاصله B تا A (r _BA ) = 20 سانتی‌متر = 0,2 متر = 2 x 10 ^-1 متر

ک = 9.10 ⁹ نیوتن متر ^مربع .C ^-2

سوال: بزرگی نیروی الکتریکی وارد بر نقطه B

جواب:

نیروی الکتریکی بین بارها در نقاط B و C:

F _BC = k (q _B )(q _C ) / r _BC ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(2 x 10 ^-6 )(2 x 10 ^-6 ) / (2 x 10 ^-1 ) ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(4 x 10 ^-12 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BC = (36 x 10 ^-3 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BC = 9 x 10 ^-1

F _BC = 0,9 نیوتن

بار الکتریکی در نقاط B و C مثبت است، بنابراین جهت نیروی الکتریکی _FBC به سمت چپ و دور از نقطه C است.

نیروی الکتریکی بین بارها در نقاط B و A:

F _BA = k (q ^B ₎ (q _A ) / r _BA2

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(2 x 10 ^-6 )(2 x 10 ^-6 ) / (2 x 10 ^-1 ) ²

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(4 x 10 ^-12 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BA = (36 x 10 ^-3 ) / (4 x 10 ^-2 )

فا _بای = 9 ضربدر 10 ^-1

F _BA = 0,9 نیوتن

بار الکتریکی در نقاط B و A مثبت است، بنابراین جهت نیروی الکتریکی F _BA به سمت پایین و دور از نقطه A است.

دو نیروی الکتریکی یک زاویه قائمه تشکیل می‌دهند، بنابراین نیروی الکتریکی برآیند وارد بر نقطه B با استفاده از فرمول فیثاغورث محاسبه می‌شود.

جواب صحیح B است.

۱. به تصویر زیر نگاه کنید!

سه بار Q1 _، Q2 _و Q3 _در نوک یک مثلث قائم‌الزاویه ABC قرار دارند. طول AB = BC = 30 سانتی‌متر. با توجه به k = 9.10 ⁹ Nm² ^{.C -2} و 1 µ = ^10-6 ، نیروی کولنی حاصل بر بار Q1 _برابر است با….

الف. 1 ن

ب. ۶۰ ن

ج. ۹۰ شمالی

د. 10 ن

E. 12 N

پمباهاسان

معلوم است که:

بار در نقطه A (q _A ) = 3 µC = 3 x 10 ^-6 کولن

بار در نقطه B (qB ₎ = -10 µC = -10 x 10 ^-6 کولن

بار در نقطه C (q _C ) = 4 µC = 4 x 10 ^-6 کولن

فاصله B تا C (r _BC ) = 30 سانتی‌متر = 0,3 متر = 3 x 10 ^-1 متر

فاصله B تا A (r _BA ) = 30 سانتی‌متر = 0,3 متر = 3 x 10 ^-1 متر

ک = 9.10 ⁹ نیوتن متر ^مربع .C ^-2

سوال: نیروی کولن برآیند در نقطه B

جواب:

نیروی الکتریکی بین بارها در نقاط B و C:

F _BC = k (q _B )(q _C ) / r _BC ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(10 x 10 ^-6 )(4 x 10 ^-6 ) / (3 x 10 ^-1 ) ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(40 x 10 ^-12 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BC = (360 x 10 ^-3 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BC = 40 x 10 ^-1

F _BC = 4 نیوتن

بار الکتریکی در نقطه B منفی و بار الکتریکی در نقطه C مثبت است، بنابراین جهت نیروی الکتریکی F _BC به سمت راست و به سمت نقطه C است.

نیروی الکتریکی بین بارها در نقاط B و A:

F _BA = k (q ^B ₎ (q _A ) / r _BA2

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(10 x 10 ^-6 )(3 x 10 ^-6 ) / (3 x 10 ^-1 ) ²

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(30 x 10 ^-12 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BA = (270 x 10 ^-3 ) / (9 x 10 ^-2 )

فا _بای = 30 ضربدر 10 ^-1

F _BA = 3 نیوتن

بار الکتریکی در نقطه B منفی و بار الکتریکی در نقطه A مثبت است، بنابراین جهت نیروی الکتریکی F _BA به سمت بالا و به سمت نقطه A است.

دو نیروی الکتریکی یک زاویه قائمه تشکیل می‌دهند، بنابراین نیروی الکتریکی برآیند وارد بر نقطه B با استفاده از فرمول فیثاغورث محاسبه می‌شود.

جواب صحیح B است.

۸. سه بار الکتریکی در نقاط گوشه مثلث ABC با طول ضلع AB = BC = 20 سانتی‌متر و اندازه بار (q = 2µC) مشابه تصویر کناری (k = 9.10) قرار دارند.⁹ نانومتر².C^-2، ۱ میکرومولار = ۱۰^-6). بزرگی نیروی الکتریکی کار در نقطه B عبارت است از…

1. ۰.۹√۲ نیوتن
2. ۰.۹√۲ نیوتن
3. 0,9 N
4. 0,81 N
5. 0,4 N

پمباهاسان

معلوم است که:
بار در نقطه A (q)_A) = ۸ میکروکولوم = ۸ × ۱۰^-6 کولوم
بار در نقطه B (q)_B) = ۸ میکروکولوم = ۸ × ۱۰^-6 کولوم
بار در نقطه C (q)_C) = ۸ میکروکولوم = ۸ × ۱۰^-6 کولوم
فاصله از B تا C (r)_BC) = 20 سانتی‌متر = 0,2 متر = 2 × 10^-1 متر
فاصله از B تا A (r)_BA) = 20 سانتی‌متر = 0,2 متر = 2 × 10^-1 متر
k = 9.10⁹ نانومتر².C^-2
پرسیده شد: بزرگی نیروی الکتریکی وارد بر نقطه B
جواب:

نیروی الکتریکی بین بارها در نقاط B و C:
F_BC = ک (q)_B)(q_C) / ر_BC²
F_BC = (9 10 XNUMX⁹)(۲۴ × ۱۰^-6)(۲۴ × ۱۰^-6) / (۱۵ × ۱۰^-1)²
F_BC = (9 10 XNUMX⁹)(۲۴ × ۱۰^-12) / (۱۵ × ۱۰^-2)
F_BC = (36 10 XNUMX^-3) / (۱۵ × ۱۰^-2)
F_BC = 9 10 XNUMX^-1
F_BC = ۶۰۰ نیوتن
بار الکتریکی در نقاط B و C مثبت است، بنابراین جهت نیروی الکتریکی F برابر است با_BC به سمت چپ، دور از نقطه C.

نیروی الکتریکی بین بارها در نقاط B و A:
F_BA = ک (q)_B)(q_A) / ر_BA²
F_BA = (9 10 XNUMX⁹)(۲۴ × ۱۰^-6)(۲۴ × ۱۰^-6) / (۱۵ × ۱۰^-1)²
F_BA = (9 10 XNUMX⁹)(۲۴ × ۱۰^-12) / (۱۵ × ۱۰^-2)
F_BA = (36 10 XNUMX^-3) / (۱۵ × ۱۰^-2)
F_BA = 9 10 XNUMX^-1
F_BA = ۶۰۰ نیوتن
بار الکتریکی در نقاط B و A مثبت است، بنابراین جهت نیروی الکتریکی F برابر است با_BA پایین، دور از نقطه A.

دو نیروی الکتریکی یک زاویه قائمه تشکیل می‌دهند، بنابراین نیروی الکتریکی برآیند وارد بر نقطه B با استفاده از فرمول فیثاغورث محاسبه می‌شود.
جواب صحیح B است.

۹. به تصویر زیر نگاه کنید!
سه بار Q₁، س₂و کیو₃ در نوک مثلث قائم‌الزاویه ABC قرار دارد. طول AB = BC = 30 سانتی‌متر. می‌دانیم که k = 9.10⁹ نانومتر².C^-2 و ۱ میکرومولار = ۱۰^-6 سپس نیروی کولنی حاصل بر بار Q₁ است….

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

پمباهاسان
معلوم است که:
بار در نقطه A (q)_A) = ۸ میکروکولوم = ۸ × ۱۰^-6 کولوم
بار در نقطه B (q)_B) = -10 میکروکولوم = -10 × 10^-6 کولوم
بار در نقطه C (q)_C) = ۸ میکروکولوم = ۸ × ۱۰^-6 کولوم
فاصله از B تا C (r)_BC) = 30 سانتی‌متر = 0,3 متر = 3 × 10^-1 متر
فاصله از B تا A (r)_BA) = 30 سانتی‌متر = 0,3 متر = 3 × 10^-1 متر
k = 9.10⁹ نانومتر².C^-2
پرسیده شد: نیروی کولنی حاصل در نقطه B
جواب:
نیروی الکتریکی بین بارها در نقاط B و C:
F_BC = ک (q)_B)(q_C) / ر_BC²
F_BC = (9 10 XNUMX⁹)(۲۴ × ۱۰^-6)(۲۴ × ۱۰^-6) / (۱۵ × ۱۰^-1)²
F_BC = (9 10 XNUMX⁹)(۲۴ × ۱۰^-12) / (۱۵ × ۱۰^-2)
F_BC = (360 10 XNUMX^-3) / (۱۵ × ۱۰^-2)
F_BC = 40 10 XNUMX^-1
F_BC = ۶۰۰ نیوتن
بار الکتریکی در نقطه B منفی و بار الکتریکی در نقطه C مثبت است، بنابراین جهت نیروی الکتریکی F برابر است با_BC به سمت راست به سمت نقطه C.

نیروی الکتریکی بین بارها در نقاط B و A:
F_BA = ک (q)_B)(q_A) / ر_BA²
F_BA = (9 10 XNUMX⁹)(۲۴ × ۱۰^-6)(۲۴ × ۱۰^-6) / (۱۵ × ۱۰^-1)²
F_BA = (9 10 XNUMX⁹)(۲۴ × ۱۰^-12) / (۱۵ × ۱۰^-2)
F_BA = (270 10 XNUMX^-3) / (۱۵ × ۱۰^-2)
F_BA = 30 10 XNUMX^-1
F_BA = ۶۰۰ نیوتن
بار الکتریکی در نقطه B منفی و بار الکتریکی در نقطه A مثبت است، بنابراین جهت نیروی الکتریکی F برابر است با_BA به سمت نقطه A بالا می‌رود.
 
دو نیروی الکتریکی یک زاویه قائمه تشکیل می‌دهند، بنابراین نیروی الکتریکی برآیند وارد بر نقطه B با استفاده از فرمول فیثاغورث محاسبه می‌شود.
جواب صحیح B است.

منبع سوال:

سوالات فیزیک آزمون سراسری برای دبیرستان/هنرستان فنی و حرفه ای