Exemples de questions sur la force de Coulomb

9 exemples de questions sur la force de Coulomb

1. Trois chargements sont disposés comme sur l'image ci-dessous. La force de Coulomb subie par la charge B est de …. (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 09 x 10 ¹ N pour charger C

B. 09 x 10 ¹ N pour charger A

C. 18 x 10 ¹ N pour charger C

D. 18 x 10 ¹ N pour charger A

E. 36 x 10 ¹ N pour charger C

Discussion

Il est connu que :

q _A = 10 µC = 10 x 10 ^-6 C = 10 ^-5 Coulombs

q _B = 10 µC = 10 x 10 ^-6 = 10 ^-5 Coulombs

q _C = 20 µC = 20 x ^10⁻⁶ = 2 x ^10⁻⁵ Coulombs

r _AB = 0,1 mètre = ^10⁻¹ mètre

r _BC = 0,1 mètre = ^10⁻¹ mètre

^k = 9 x ^10⁹ Nm² ^C⁻²

Question : Force de Coulomb subie par la charge B

Répondre :

Deux forces de Coulomb , ou forces électriques, s'exercent sur la charge B : la force de Coulomb entre les charges A et B (F_{_AB} ) et la force de Coulomb entre les charges B et C (F_{_BC} ). La force de Coulomb subie par la charge B est la résultante de F _{_AB} et F_{_BC}.

Force de Coulomb entre les charges A et B :

La charge A est positive et la charge B est positive, donc F _AB va vers la charge C.

Force de Coulomb entre les charges B et C :

La charge B est positive et la charge C est positive, donc F _BC va vers la charge A.

Force de Coulomb subie par la charge B :

F _{_B} = F _{_BC} – F _{_AB} = 180 - 90 = 90 N

L'intensité de la force de Coulomb subie par la charge B (F_{_B} ) est de 90 newtons. La direction de F_{_B} est la même que celle de F _{_BC} , c'est-à-dire dirigée vers la charge A.

La bonne réponse est B.

2. L' amplitude et la direction de la force de Coulomb sur la charge B sont... ( k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

A. 2,5 k Q ² r ^-2 vers la gauche

B. 2,5 k Q ² r ^-2 vers la droite

C. 2 k Q ² r ^-2 vers la gauche

D. 2 k Q ² r ^-2 à droite

E. 1 k Q ² r ^-2 à gauche

Discussion

Il est connu que :

Charge A (q _A ) = +Q

Charge B (q _B ) = -2Q

Charge C (q _C ) = -Q

La distance entre les charges A et B (r_{_AB} ) = r

La distance entre les charges B et C (r_{_BC} ) = 2r

^k = 9 x ^10⁹ Nm² ^C⁻²

On cherche à déterminer l'intensité et la direction de la force de Coulomb exercée sur la charge B.

Répondre :

Force de Coulomb entre la charge A et la charge B :

La charge A est positive et la charge B est négative, de sorte que le champ électrique _FAB est orienté vers la charge A.

Force de Coulomb entre la charge B et la charge C :

La charge B est négative et la charge C est également négative, donc le courant FBC _est dirigé vers la charge A.

La force résultante agissant sur la charge B :

F = F _{_AB} + F _{_BC} = 2 kQ_² /r ^² + 0,5 kQ_² /r ^² = 2,5 kQ_² /r ^² = 2,5 kQ_²/ r ^{^-2}

La direction de la force de Coulomb est dirigée vers la charge A ou vers la gauche.

La bonne réponse est A.

3. Deux charges électriques sont placées séparément, comme illustré sur la figure. La charge A vaut 8 µC et la force d'attraction exercée sur les deux charges est de 45 N. Si la charge A est déplacée vers la droite de 1 cm et que k = 9 × 10⁹ ^N · ^m² · ^C⁻² , alors la force d'attraction exercée sur les deux charges est…

A. 45 N

B. 60 N

C. 80 N

D. 90 N

E. 120 N

Discussion

Il est connu que :

Charge électrique en A (q _A ) = 8 µC = 8 x 10 ^-6 Coulombs

La force électrique entre les deux charges (F) = 45 Newtons

La distance entre les deux charges (r_{_AB} ) = 4 cm = 0,04 mètre = 4 x 10^{^-2} mètres

Constante (k) ^{= 9} x ^10⁹ Nm².C⁻²

Question : Quelle est la force électrique entre les deux charges si la charge A est déplacée vers la droite de 1 cm ou 0,01 mètre ?

Répondre :

Calculez d'abord la charge électrique en B, puis calculez la force électrique entre les deux charges électriques, si la charge électrique en A est déplacée vers la droite de 1 cm.

Charge électrique en B :

Formule La loi de Coulomb :

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

F r ² = k (q _A )(q _B )

q _B = F r ² / k (q _A )

Charge électrique en B :

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

qB ₌ (45)(16 x ^10⁻⁴ ) / 72 x ^10³

q _B = (720 x 10 ^-4 ) / (72 x 10 ³ )

q _B = 10 x 10 ^-7 Coulombs

La force électrique entre les charges électriques A et B :

Si la charge en A est déplacée vers la droite de 1 cm, la distance entre les deux charges devient 3 cm = 0,03 mètre = 3 × ^10⁻² mètres

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

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

F = (9 x 10³ ⁾ (80 x ^10⁻⁷ ) / (9 x ^10⁻⁴ )

F = (1 x 10³ ⁾ (80 x ^10⁻⁷ ) / (1 x ^10⁻⁴ )

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

F = 80 Newtons

La bonne réponse est C.

4. Deux charges électriques P et Q, distantes de 10 cm, subissent une force d'attraction de 8 N. Si la charge Q est déplacée de 5 cm vers la charge P (1 µC = 10⁻⁶ ^C et k = 9 × 10⁹ ^N · ^{m² ·C⁻²} ) , la force électrique qui se manifeste est…

A. 8 N

B. 16 N

C. 32 N

D. 40 N

E. 56 N

Discussion

Il est connu que :

La distance entre les charges P et Q (r _{_PQ} ) = 10 cm = 0,1 m = 1 × 10^{^-1} m

La force électrique entre les charges P et Q (F) = 8 N

Charge électrique Q (q _Q ) = 40 µC = 40 x 10 ^-6 C

Constante (k) ^{= 9} x ^10⁹ Nm².C⁻²

Question : Quelle est la force électrique entre les charges P et Q si la charge Q est déplacée de 5 cm vers la charge P ?

Répondre :

Calculez d'abord la charge électrique P, puis calculez la force électrique entre les deux charges électriques, si la charge électrique Q est déplacée de 5 cm vers la charge P.

Charge électrique 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 Coulomb

La force électrique entre les charges électriques P et Q :

Si la charge en Q est déplacée de 5 cm vers la gauche, la distance entre les deux charges devient 5 cm = 0,05 mètre = 5 × ^10⁻² mètres

F = k (q _P )(q _Q ) / r ²

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

F = (2 x 10³ ⁾ (40 x ^10⁻⁷ ) / (25 x ^10⁻⁴ )

F = (80 x 10 ^-3 ) / (25 x 10 ^-4 )

F = 3,2 x 10 ¹

F = 32 Newtons

La bonne réponse est C.

5. Observez l'image suivante représentant des charges électriques. La force électrique subie par la charge q_{_B} est de 8 N (1 µC = 10 ^{^-6} C) et (k = 9 × 10^⁹ N·m ² ·C ^{^-2} ). Si la charge q_{_B} est déplacée de 4 cm par rapport à A, la force électrique qu'elle subit est alors…

A. 2 N

B. 4 N

C. 6 N

D. 8 N

E. 10 N

Discussion

Il est connu que :

La distance entre les charges A et B (r_{_AB} ) = 2 cm = 0,02 m = 2 × 10^{^-2} m

La force électrique entre les charges A et B (F) = 8 N

Charge électrique A (q _A ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 C

Constante (k) ^{= 9} x ^10⁹ Nm².C⁻²

Question : Quelle est la force électrique entre les charges A et B si la distance entre les deux charges est de 4 cm ?

Répondre :

Calculez d'abord la charge électrique B, puis calculez la force électrique entre les deux charges électriques si la distance entre les deux charges électriques est de 4 cm = 0,04 mètre = 4 x 10 ^-2 mètres.

Charge électrique B :

q _B = F r ² / k (q _A )

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

q _B = (8)(4 x 10 ^-4 ) / (18 x 10 ³ )

q _B = (32 x 10 ^-4 ) / (18 x 10 ³ )

q _B = (32/18) x 10 ^-7

q _B = (16/9) x 10 ^-7 Coulombs

La force électrique entre les charges A et B :

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

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

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

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

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

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

F = 2 Newtons

La bonne réponse est A.

6. Trois charges électriques sont placées aux sommets du triangle ABC, de côté AB = BC = 20 cm et de même valeur absolue (q = 2 µC) que sur l'image ci-contre (k = 9 × 10⁹ ^N · ^m² · ^C⁻² , 1 µ = 10⁻⁶ N ^· m). L'intensité de la force électrique agissant au point B est…

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N

D. 0,81 N

E. 0,4 N

Discussion

Il est connu que :

Charge au point A (q_{_A} ) = 2 µC = 2 × 10^{^-6} coulombs

Charge au point B (q_{_B} ) = 2 µC = 2 × 10 ^{^-6} coulombs

Charge au point C (q_{_C} ) = 2 µC = 2 × 10^{^-6} coulombs

Distance de B à C (r _{_BC} ) = 20 cm = 0,2 mètre = 2 × 10^{^-1} mètres

Distance de B à A (r_{_BA} ) = 20 cm = 0,2 mètre = 2 × 10^{^-1} mètres

k ^{= 9.10⁹} Nm² ^.C⁻²​

Question : Quelle est l'intensité de la force électrique agissant sur le point B ?

Répondre :

La force électrique entre les charges aux points B et 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 Newton

La charge électrique aux points B et C est positive, par conséquent la direction de la force électrique F _BC est vers la gauche, à l'opposé du point C.

La force électrique entre les charges aux points B et A :

F _{_BA} = k (q_{_B} )(q_{_A} ) / r_{_BA} ^²

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 )

F _BA = 9 x 10 ^-1

F _BA = 0,9 Newton

La charge électrique aux points B et A est positive, par conséquent la direction de la force électrique F _BA est vers le bas, à l'opposé du point A.

Les deux forces électriques forment un angle droit ; par conséquent, la force électrique résultante agissant au point B est calculée à l'aide de la formule de Pythagore.

La bonne réponse est B.

7. Regardez l'image suivante !

Trois charges Q₁ _, Q₂ _et Q₃ _sont placées aux sommets d'un triangle rectangle ABC. La longueur de AB = BC = 30 cm. Sachant que k = 9 × 10⁹ ^N · ^m² · ^C⁻² et 1 µ = ^10⁻⁶ , la force résultante de Coulomb agissant sur la charge Q₁ _est …

A. 1 N

B. 5 N

C. 7 N

D. 10 N

E. 12 N

Discussion

Il est connu que :

Charge au point A (q_{_A} ) = 3 µC = 3 × 10^{^-6} coulombs

Charge au point B (q_{_B} ) = -10 µC = -10 × 10^{^-6} coulombs

Charge au point C (q_{_C} ) = 4 µC = 4 × 10^{^-6} coulombs

Distance de B à C (r _{_BC} ) = 30 cm = 0,3 mètre = 3 × 10^{^-1} mètres

Distance de B à A (r_{_BA} ) = 30 cm = 0,3 mètre = 3 × 10^{^-1} mètres

k ^{= 9.10⁹} Nm² ^.C⁻²​

Question : Force de Coulomb résultante au point B

Répondre :

La force électrique entre les charges aux points B et 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 Newton

La charge électrique au point B est négative et la charge électrique au point C est positive, par conséquent la direction de la force électrique F _BC est vers la droite en direction du point C.

La force électrique entre les charges aux points B et A :

F _{_BA} = k (q_{_B} )(q_{_A} ) / r_{_BA} ^²

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 )

F _BA = 30 x 10 ^-1

F _BA = 3 Newton

La charge électrique au point B est négative et la charge électrique au point A est positive, par conséquent la direction de la force électrique F _BA est vers le haut, en direction du point A.

Les deux forces électriques forment un angle droit ; par conséquent, la force électrique résultante agissant au point B est calculée à l'aide de la formule de Pythagore.

La bonne réponse est B.

8. Trois charges électriques sont positionnées aux sommets du triangle ABC, de côté AB = BC = 20 cm et de même valeur absolue (q = 2 µC) que sur l'image (k = 9.10).⁹ Nm².C^-2, 1 µ = 10^-6L'intensité de la force électrique Travailler au point B, c'est…

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

Discussion

Il est connu que :
La charge au point A (q)_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
La charge au point B (q_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
La charge au point C (q_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Distance de B à C (r_BC) = 20 cm = 0,2 mètre = 2 x 10^-1 XNUMX ou XNUMX
Distance de B à A (r_BA) = 20 cm = 0,2 mètre = 2 x 10^-1 XNUMX ou XNUMX
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Demandé: L'intensité de la force électrique agissant au point B
Répondre :

La force électrique entre les charges aux points B et C :
F_BC = k (q_B)(q_C) /r_BC²
F_BC = (9x10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 x 10^-1)²
F_BC = (9x10⁹)(4 x 10^{- 12}) / (4 x 10^-2)
F_BC = (36x10^-3) / (4 x 10^-2)
F_BC = 9 x 10^-1
F_BC = 0,9 Newton
La charge électrique aux points B et C est positive, par conséquent la direction de la force électrique F est_BC à gauche, à l'opposé du point C.

La force électrique entre les charges aux points B et A :
F_BA = k (q_B)(q_A) /r_BA²
F_BA = (9x10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 x 10^-1)²
F_BA = (9x10⁹)(4 x 10^{- 12}) / (4 x 10^-2)
F_BA = (36x10^-3) / (4 x 10^-2)
F_BA = 9 x 10^-1
F_BA = 0,9 Newton
La charge électrique aux points B et A est positive, par conséquent la direction de la force électrique F est_BA vers le bas, loin du point A.

Les deux forces électriques forment un angle droit ; par conséquent, la force électrique résultante agissant au point B est calculée à l'aide de la formule de Pythagore.
La bonne réponse est B.

9. Regardez l'image suivante !
Trois charges Q₁, Q₂, et Q₃ est à la pointe du triangle rectangle ABC. La longueur de AB = BC = 30 cm. On sait que k = 9.10⁹ Nm².C^-2 et 1 µ = 10^-6 alors la force de Coulomb résultante sur la charge Q₁ est….

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

Discussion
Il est connu que :
La charge au point A (q)_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Coulomb
La charge au point B (q_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 Coulomb
La charge au point C (q_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 Coulomb
Distance de B à C (r_BC) = 30 cm = 0,3 mètre = 3 x 10^-1 XNUMX ou XNUMX
Distance de B à A (r_BA) = 30 cm = 0,3 mètre = 3 x 10^-1 XNUMX ou XNUMX
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Demandé: Force de Coulomb résultante au point B
Répondre :
La force électrique entre les charges aux points B et C :
F_BC = k (q_B)(q_C) /r_BC²
F_BC = (9x10⁹)(10 x 10^-6)(4 x 10^-6) / (3 x 10^-1)²
F_BC = (9x10⁹)(40 x 10^{- 12}) / (9 x 10^-2)
F_BC = (360x10^-3) / (9 x 10^-2)
F_BC = 40 x 10^-1
F_BC = 4 Newton
La charge électrique au point B est négative et la charge électrique au point C est positive ; par conséquent, la direction de la force électrique F est_BC vers la droite, en direction du point C.

La force électrique entre les charges aux points B et A :
F_BA = k (q_B)(q_A) /r_BA²
F_BA = (9x10⁹)(10 x 10^-6)(3 x 10^-6) / (3 x 10^-1)²
F_BA = (9x10⁹)(30 x 10^{- 12}) / (9 x 10^-2)
F_BA = (270x10^-3) / (9 x 10^-2)
F_BA = 30 x 10^-1
F_BA = 3 Newton
La charge électrique au point B est négative et la charge électrique au point A est positive ; par conséquent, la direction de la force électrique F est_BA vers le point A.
 
Les deux forces électriques forment un angle droit ; par conséquent, la force électrique résultante agissant au point B est calculée à l'aide de la formule de Pythagore.
La bonne réponse est B.

Source de la question :

Questions de physique pour l'examen national de fin d'études secondaires/professionnelles