Foarbyldfragen oer Coulomb-krêft

9 Foarbylden fan Coulomb-krêftfragen

1. Trije loads binne arranzjearre lykas yn 'e ôfbylding hjirûnder. De Coulomb-krêft dy't lading B ûnderfynt is …. (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 09 x 10 ¹ N om C op te laden

B. 09 x 10 ¹ N om A op te laden

C. 18 x 10 ¹ N om C op te laden

D. 18 x 10 ¹ N om A op te laden

E. 36 x 10 ¹ N om C op te laden

Diskusje

It is bekend dat :

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 ^10⁻⁶ Coulomb

r _AB = 0,1 meter = 10 ^-1 meter

r _BC = 0,1 meter = 10 ^-1 meter

k = 9 x 10 ^{^ 9} Nm² C ⁻²

Fraach : Coulomb-krêft ûnderfûn troch lading B

Antwurd :

Der binne twa Coulomb-krêften of elektryske krêften dy't wurkje op lading B, nammentlik de Coulomb-krêft tusken ladingen A en B (F _AB ) en de Coulomb-krêft tusken ladingen B en C (F _BC ). De Coulomb-krêft dy't lading B ûnderfynt is de resultante fan F _AB en F _BC.

Coulomb-krêft tusken ladingen A en B:

Lading A is posityf en lading B is posityf, sadat FAB _nei lading C giet.

Coulomb-krêft tusken ladingen B en C:

Lading B is posityf en lading C is posityf, sadat FBC _nei lading A giet.

Coulomb-krêft ûnderfûn troch lading B:

F _B = F _BC – F _AB = 180-90 = 90 N

De grutte fan 'e Coulomb-krêft dy't lading B (FB) ûnderfynt _is 90 Newton. De rjochting fan FB _is itselde as de rjochting fan _FBC , nammentlik nei lading A ta.

It goede antwurd is B.

2. De grutte en rjochting fan 'e Coulomb-krêft op lading B is... ( k = 9 x 10^ ⁹ Nm² C ^{−2 ,} 1 μC = 10 ^{^6} C)

A. 2,5 k Q ² r ^-2 nei lofts

B. 2,5 k Q ² r ^-2 nei rjochts

C. 2 k Q ² r ^-2 nei lofts

D. 2 k Q ² r ^-2 nei rjochts

E. 1 k Q ² r ^-2 nei lofts

Diskusje

It is bekend dat :

Lading A (q _A ) = +Q

Lading B (qB ₎ = -2Q

Lading C (q _C ) = -Q

De ôfstân tusken ladingen A en B (r _AB ) = r

De ôfstân tusken ladingen B en C (r _BC ) = 2r

k = 9 x 10 ^{^ 9} Nm² C ⁻²

Fraach : de grutte en rjochting fan 'e Coulomb-krêft op lading B

Antwurd :

Coulomb-krêft tusken lading A en lading B:

Lading A is posityf en lading B is negatyf, sadat de rjochting fan F _AB nei lading A ta is.

Coulomb-krêft tusken lading B en lading C:

Lading B is negatyf en lading C is negatyf, dus de rjochting fan FBC _is nei lading A ta.

De resultearjende krêft dy't wurket op lading 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

De rjochting fan 'e Coulomb-krêft is nei lading A of nei lofts.

It goede antwurd is A.

3. Twa elektryske ladingen wurde apart pleatst lykas te sjen is yn 'e ôfbylding. De lading by A is 8 µC en de oanlûkingskrêft dy't op beide ladingen wurket is 45 N. As lading A 1 sm nei rjochts ferskowe wurdt en k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 , dan is de oanlûkingskrêft dy't op beide ladingen wurket…

A. 45 N.

B. 60 N.

C. 80 N.

D. 90 N.

E. 120 N

Diskusje

It is bekend dat :

Elektryske lading by A (qA ₎ = 8 µC = 8 x ^10-6 Coulombs

De elektryske krêft tusken de twa ladingen (F) = 45 Newton

De ôfstân tusken de twa ladingen (r _AB ) = 4 sm = 0,04 meter = 4 x ^10⁻² meter

Konstante (k) = 9 x 10^ ⁹ Nm ^{^} 2.C ^-2

Fraach : De elektryske krêft tusken de twa ladingen as lading A 1 sm of 0,01 meter nei rjochts ferskowe wurdt

Antwurd :

Bereken earst de elektryske lading by B, en berekkenje dan de elektryske krêft tusken de twa elektryske ladings, as de elektryske lading by A 1 sm nei rjochts ferskowe wurdt.

Elektryske lading by B :

Formule De wet fan Coulomb :

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

F r ² = k (q _A ) (q _B )

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

Elektryske lading by B :

q _B = (45)(4 x 10⁻² ⁾ ² ^/ (9 x ^10⁻¹ )(2 x ^10⁻¹ )

qB ₌ (45)(16 x ^10-4 ) / 72 x ^10-3

qB ₌ (720 x 10⁻⁴ ⁾ / (72 x ^10³ )

q _B = 10 x ^10-7 Coulomb

De elektryske krêft tusken elektryske ladingen A en B :

As de lading by A 1 sm nei rjochts ferskowe wurdt, wurdt de ôfstân tusken de twa ladingen 3 sm = 0,03 meter = 3 x ^10-2 meter

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

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

F = (9 x 10³ ⁾ (80 x ^10⁻⁶ ) / (9 x ^10⁻⁴ )

F = (1 x 10³ ⁾ (80 x ^10⁻⁶ ) / (1 x ^10⁻⁴ )

F = (80 x 10⁻⁴ ⁾ / (1 x ^10⁻⁴ )

F = 80 Newton

It goede antwurd is C.

4. Twa elektryske ladingen P en Q dy't 10 sm útinoar lizze ^, ûnderfine in oanlûkingskrêft fan 8 N. As lading Q 5 sm nei lading P ferskowe wurdt (1 µC = 10⁻⁶ ^C en k = 9 x ^10⁶ Nm² . ^C⁻² ), dan is de elektryske krêft dy't optreedt...

A. 8 N.

B. 16 N.

C. 32 N.

D. 40 N.

E. 56 N

Diskusje

It is bekend dat :

De ôfstân tusken ladingen P en Q (r _PQ ) = 10 sm = 0,1 m = 1 x ^10-1 m

De elektryske krêft tusken ladingen P en Q (F) = 8 N

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

Konstante (k) = 9 x 10^ ⁹ Nm ^{^} 2.C ^-2

Fraach : De elektryske krêft tusken ladings P en Q as lading Q 5 sm nei lading P ferskowe wurdt

Antwurd :

Bereken earst de elektryske lading P, en dêrnei de elektryske krêft tusken de twa elektryske ladings, as de elektryske lading Q 5 sm nei de lading P ferskowe wurdt.

Elektryske lading P :

qP = F r² ^/ k _{( qQ} )

q _P = (8)(1 x 10⁻⁴⁻² ^/ ( 9 x ^{10⁻⁶ )} ( 40 x ^{10⁻⁶⁻¹} )

qP ₌ (8)(1 x ^10-2 ) / 360 x ^10-3

qP ₌ (8 x ^10⁻² ) / (36 x ^10⁻⁴ )

qP ₌ (1 x 10-2 ⁾ / (4,5 x ^10-4 )

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

De elektryske krêft tusken elektryske ladingen P en Q :

As de lading by Q 5 sm nei lofts ferskowe wurdt, wurdt de ôfstân tusken de twa ladingen 5 sm = 0,05 meter = 5 x ^10-2 meter

F = k(qP ₎ ( _qQ ) / ^r²

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

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

F = (80 x 10⁻⁴ ⁾ / (25 x ^10⁻⁴ )

F = 3,2 x 10 ¹

F = 32 Newton

It goede antwurd is C.

5. Sjoch nei de folgjende ôfbylding fan elektryske ladingen. De elektryske krêft ^dy't lading qB ûnderfynt _is 8 N (1 µC = 10⁻⁶ ^C ) en (k = 9.10⁻⁶ ^Nm² .C⁻² ⁾ . As lading _{qB 4 sm fan A ferskowe wurdt, dan is de elektryske krêft dy't qB} ûnderfynt no...

A. 2 N.

B. 4 N.

C. 6 N.

D. 8 N.

E. 10 N

Diskusje

It is bekend dat :

De ôfstân tusken ladingen A en B (r _AB ) = 2 sm = 0,02 m = 2 x ^10⁻² m

De elektryske krêft tusken ladingen A en B (F) = 8 N

Elektryske lading A (q _A ) = 2 µC = 2 x ^10-6 C

Konstante (k) = 9 x 10^ ⁹ Nm ^{^} 2.C ^-2

Fraach : De elektryske krêft tusken ladingen A en B as de ôfstân tusken de twa ladingen 4 sm is

Antwurd :

Berekkene earst de elektryske lading B, dêrnei berekkenje de elektryske krêft tusken de twa elektryske ladings as de ôfstân tusken de twa elektryske ladings 4 sm = 0,04 meter = 4 x 10-2 ^meter is.

Elektryske lading B :

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

q _B = (8)(2 x 10⁻² ⁾ ² ^/ (9 x ^10⁻¹ )(2 x ^10⁻¹ )

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

qB ₌ (32 x 10⁻⁴ ⁾ / (18 x ^10³ )

qB = ₍ 32/18) x ^10-7

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

De elektryske krêft tusken ladingen A en B :

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

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

F = (18 x 10³ ⁾ ((16/9) x ^10⁻⁶ ) / (16 x ^10⁻⁴ )

F = (2 x 10³ ⁾ (16 x ^10⁻⁶ ) / (16 x ^10⁻⁴ )

F = (2 x 10³ ⁾ (1 x ^10⁻⁶ ) / (1 x ^10⁻⁴ )

F = (2 x 10⁻⁴ ⁾ / (1 x ^10⁻⁴ )

F = 2 Newton

It goede antwurd is A.

6. Trije elektryske ladingen binne pleatst op 'e hoekepunten fan trijehoek ABC mei sydlingte AB = BC = 20 sm en deselde ladingsgrutte (q = 2µC) as yn 'e ôfbylding oan' e sydkant (k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 , 1 µ = 10 ^-6 ). De grutte fan 'e elektryske krêft dy't op punt B wurket is….

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N.

D. 0,81 N.

E. 0,4 N

Diskusje

It is bekend dat:

Lading op punt A (qA ₎ = 2 µC = 2 x ^10-6 Coulomb

Lading op punt B (qB ₎ = 2 µC = 2 x ^10-6 Coulomb

Lading op punt C (qC ₎ = 2 µC = 2 x ^10-6 Coulomb

Ofstân B nei C (r _BC ) = 20 sm = 0,2 meter = 2 x ^10-1 meter

Ofstân B nei A (rBA ₎ = 20 sm = 0,2 meter = 2 x ^10-1 meter

k = 9.10 ⁹ Nm² .C ^{- 2}

Fraach: De grutte fan 'e elektryske krêft dy't op punt B wurket

Antwurd:

De elektryske krêft tusken de ladingen op punten B en C:

FBC = k( ^qB ₎ ( _qC ) _{/ rBC2}

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

F _BC = (9 x 10⁻⁶ ⁾ (4 x ^10⁻⁷ ) / (9 x ^10⁻⁷ )

FBC ₌ (36 x 10⁻³ ⁾ / (4 x ^10⁻² )

F _BC = 9 x 10 ^-1

F _BC = 0,9 Newton

De elektryske lading op punten B en C is posityf, dêrom is de rjochting fan 'e elektryske krêft _FBC nei lofts, fuort fan punt C.

De elektryske krêft tusken de ladingen op punten B en A:

FBA = k( ^qB ₎ ( _qA ) _{/ rBA2}

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

F _BA = (9 x 10⁻⁶ ⁾ (4 x ^10⁻⁷ ) / (9 x ^10⁻⁷ )

FBA = ₍ 36 x 10⁻³ ⁾ / (4 x ^10⁻² )

FBA ₌ 9 x ^10-1

FBA = _0,9 Newton

De elektryske lading op punten B en A is posityf, dêrom is de rjochting fan 'e elektryske krêft FBA _nei ûnderen, fuort fan punt A.

De twa elektryske krêften foarmje in rjochte hoeke, dêrom wurdt de resultearjende elektryske krêft dy't wurket op punt B berekkene mei de formule fan Pythagoras.

It goede antwurd is B.

7. Sjoch nei de folgjende ôfbylding!

Trije ladingen Q1 _, Q2 _, en Q3 _binne pleatst oan 'e úteinen fan in rjochthoekige trijehoek ABC. De lingte fan AB = BC = 30 sm. Jûn k = 9.10⁶ ^Nm².C⁻² en ¹ µ = 10⁻⁶ , ^{dan is} de resultearjende Coulomb-krêft op lading Q1 _….

A. 1 N.

B. 5 N.

C. 7 N.

D. 10 N.

E. 12 N

Diskusje

It is bekend dat:

Lading op punt A (qA ₎ = 3 µC = 3 x ^10-6 Coulomb

Lading op punt B (qB ₎ = -10 µC = -10 x ^10-6 Coulomb

Lading op punt C (qC ₎ = 4 µC = 4 x ^10-6 Coulomb

Ofstân B nei C (r _BC ) = 30 sm = 0,3 meter = 3 x ^10-1 meter

Ofstân B nei A (rBA ₎ = 30 sm = 0,3 meter = 3 x ^10-1 meter

k = 9.10 ⁹ Nm² .C ^{- 2}

Fraach: Resultante Coulomb-krêft op punt B

Antwurd:

De elektryske krêft tusken de ladingen op punten B en C:

FBC = k( ^qB ₎ ( _qC ) _{/ rBC2}

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

F _BC = (9 x 10⁻⁶ ⁾ (40 x ^10⁻⁷ ) / (9 x ^10⁻⁷ )

FBC ₌ (360 x 10⁻³ ⁾ / (9 x ^10⁻² )

F _BC = 40 x 10 ^-1

F _BC = 4 Newton

De elektryske lading op punt B is negatyf en de elektryske lading op punt C is posityf, dêrom is de rjochting fan 'e elektryske krêft FBC _nei rjochts nei punt C ta.

De elektryske krêft tusken de ladingen op punten B en A:

FBA = k( ^qB ₎ ( _qA ) _{/ rBA2}

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

F _BA = (9 x 10⁻⁶ ⁾ (30 x ^10⁻⁷ ) / (9 x ^10⁻⁷ )

FBA = ₍ 270 x 10⁻³ ⁾ / (9 x ^10⁻² )

FBA ₌ 30 x ^10-1

FBA = ₃ Newton

De elektryske lading op punt B is negatyf en de elektryske lading op punt A is posityf, dêrom is de rjochting fan 'e elektryske krêft FBA _omheech nei punt A.

De twa elektryske krêften foarmje in rjochte hoeke, dêrom wurdt de resultearjende elektryske krêft dy't wurket op punt B berekkene mei de formule fan Pythagoras.

It goede antwurd is B.

8. Trije elektryske ladingen binne pleatst op 'e hoekepunten fan trijehoek ABC mei sydlingte AB = BC = 20 sm en deselde ladingsgrutte (q = 2µC) as yn 'e ôfbylding oan' e sydkant (k = 9.10⁹ Nm².C^-2, 1 µ = 10^-6). De grutte fan 'e elektryske krêft wurkje op punt B is….

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

Diskusje

It is bekend dat:
De lading op punt A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
De lading op punt B (q_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
De lading op punt C (q_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Ofstân fan B nei C (r_BC) = 20 sm = 0,2 meter = 2 x 10^-1 meter
Ofstân fan B nei A (r_BA) = 20 sm = 0,2 meter = 2 x 10^-1 meter
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Frege: De grutte fan 'e elektryske krêft dy't op punt B wurket
Antwurd:

De elektryske krêft tusken de ladingen op punten B en C:
F_BC = k (q_B)(q_C) /r_BC²
F_BC = (9 x 10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 x 10^-1)²
F_BC = (9 x 10⁹)(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
De elektryske lading op punten B en C is posityf, dêrom is de rjochting fan 'e elektryske krêft F_BC nei lofts, fuort fan punt C.

De elektryske krêft tusken de ladingen op punten B en A:
F_BA = k (q_B)(q_A) /r_BA²
F_BA = (9 x 10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 x 10^-1)²
F_BA = (9 x 10⁹)(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
De elektryske lading op punten B en A is posityf, dêrom is de rjochting fan 'e elektryske krêft F_BA nei ûnderen, fuort fan punt A.

De twa elektryske krêften foarmje in rjochte hoeke, dêrom wurdt de resultearjende elektryske krêft dy't wurket op punt B berekkene mei de formule fan Pythagoras.
It goede antwurd is B.

9. Sjoch nei de folgjende ôfbylding!
Trije oanklachten Q₁,Q₂, en Q₃ is oan 'e punt fan 'e rjochthoekige trijehoek ABC. De lingte fan AB = BC = 30 sm. It is bekend dat k = 9.10⁹ Nm².C^-2 en 1 µ = 10^-6 dan de resultearjende Coulomb-krêft op lading Q₁ is….

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

Diskusje
It is bekend dat:
De lading op punt A (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Coulomb
De lading op punt B (q_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 Coulomb
De lading op punt C (q_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 Coulomb
Ofstân fan B nei C (r_BC) = 30 sm = 0,3 meter = 3 x 10^-1 meter
Ofstân fan B nei A (r_BA) = 30 sm = 0,3 meter = 3 x 10^-1 meter
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Frege: Resultearjende Coulomb-krêft op punt B
Antwurd:
De elektryske krêft tusken de ladingen op punten B en C:
F_BC = k (q_B)(q_C) /r_BC²
F_BC = (9 x 10⁹)(10 x 10^-6)(4 x 10^-6) / (3 x 10^-1)²
F_BC = (9 x 10⁹)(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
De elektryske lading op punt B is negatyf en de elektryske lading op punt C is posityf, dêrom is de rjochting fan 'e elektryske krêft F_BC nei rjochts rjochting punt C.

De elektryske krêft tusken de ladingen op punten B en A:
F_BA = k (q_B)(q_A) /r_BA²
F_BA = (9 x 10⁹)(10 x 10^-6)(3 x 10^-6) / (3 x 10^-1)²
F_BA = (9 x 10⁹)(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
De elektryske lading op punt B is negatyf en de elektryske lading op punt A is posityf, dêrom is de rjochting fan 'e elektryske krêft F_BA omheech nei punt A.
 
De twa elektryske krêften foarmje in rjochte hoeke, dêrom wurdt de resultearjende elektryske krêft dy't wurket op punt B berekkene mei de formule fan Pythagoras.
It goede antwurd is B.

Boarne fan 'e fraach:

Nasjonaal eksamen Natuerkundefragen foar middelbere skoalle/beropsskoalle