કુલોમ્બના કાયદાના ઉદાહરણ પ્રશ્નો

કુલોમ્બના નિયમના 10 ઉદાહરણો

1. નીચે આપેલા આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે બે ચાર્જ ગોઠવાયેલા છે. A પરનો ચાર્જ +8 માઇક્રો કુલોમ્બ્સ છે અને B પરનો ચાર્જ -5 માઇક્રો કુલોમ્બ્સ છે. બંને ચાર્જ પર કાર્યરત કુલોમ્બ બળનું મૂલ્ય ... (k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 માઇક્રો કુલોમ્બ્સ = 10 ⁻⁶ C) છે .

ચર્ચા
ડિકેતાહુઈ :

પૂછ્યું : બંને ચાર્જ પર કાર્યરત વિદ્યુત બળનું મૂલ્ય
જવાબ :

કુલોમ્બના નિયમનું સૂત્ર :

બે ચાર્જ પર કાર્યરત વિદ્યુત બળનું મૂલ્ય :

2. આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે વિદ્યુત ચાર્જ P = +10 માઇક્રો કુલોમ્બ અને વિદ્યુત ચાર્જ Q = +20 માઇક્રો કુલોમ્બ અલગ પડેલા છે. બંને ચાર્જ પર કાર્યરત કુલોમ્બ બળનું મૂલ્ય... છે.

ચર્ચા
ડિકેતાહુઈ :

પૂછ્યું : બંને ચાર્જ પર કાર્યરત કુલોમ્બ બળનું મૂલ્ય
જવાબ :

બંને ચાર્જ પર કાર્યરત કુલોમ્બ બળ અથવા વિદ્યુત બળનું મૂલ્ય 125 ન્યૂટન છે.

3. ચિત્રમાં બતાવ્યા પ્રમાણે ત્રણ વિદ્યુતભાર અલગ અલગ મૂકવામાં આવ્યા છે! ચાર્જ A = -5 માઇક્રો કુલોમ્બ્સ, ચાર્જ B = +10 માઇક્રો કુલોમ્બ્સ, અને ચાર્જ C = -12 માઇક્રો કુલોમ્બ્સ. ચાર્જ B પર વિદ્યુત બળનું મૂલ્ય અને દિશા... છે.

ચર્ચા
ડિકેતાહુઈ :

પૂછ્યું : ચાર્જ B પર વિદ્યુત બળનું મૂલ્ય અને દિશા
જવાબ :
ચાર્જ B પરનું વિદ્યુત બળ એ ચાર્જ A અને B વચ્ચેના વિદ્યુત બળ અને ચાર્જ B અને C વચ્ચેના વિદ્યુત બળનું પરિણામ છે.
A અને B ચાર્જ વચ્ચેનું વિદ્યુત બળ :

ચાર્જ A ઋણ છે અને ચાર્જ B ધન છે તેથી કુલોમ્બ બળની દિશા ચાર્જ A તરફ અને ચાર્જ B થી દૂર (ડાબી બાજુ) છે.
B અને C વિદ્યુતભારો વચ્ચેનું વિદ્યુત બળ :

ચાર્જ B ધન છે અને ચાર્જ C ઋણ છે તેથી કુલોમ્બ બળની દિશા ચાર્જ C તરફ અને ચાર્જ B થી દૂર (જમણી બાજુ) છે.
ચાર્જ B પર પરિણામી વિદ્યુત બળ :
દિશા F_AB ડાબી બાજુ અને દિશા F_BC જમણી બાજુ.
F_B = એફ_AB - એફ_BC = ૬૭૫ N – ૧૨૫ N = ૫૫૦ ન્યૂટન.
ચાર્જ B (F) પર પરિણામી વિદ્યુત બળની દિશા_B) = વિદ્યુત બળની દિશા F_AB, એટલે કે ચાર્જ C તરફ (જમણી બાજુએ).

4. આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે વિદ્યુતભાર +Q ₁ = 10 માઇક્રો કુલોમ્બ્સ, +Q ₂ = 50 માઇક્રો કુલોમ્બ્સ અને Q _{3 ને અલગ કરવામાં આવ્યા છે. જેથી વિદ્યુતભાર Q 2} પર કાર્યરત વિદ્યુત બળ શૂન્ય હોય તો વિદ્યુતભાર Q ₃ ...

ચર્ચા
ડિકેતાહુઈ :
ચાર્જ ૧ (q₁) = +10 μC = +10 x 10^-6 Coulomb
ચાર્જ ૧ (q₂) = +50 μC = +50 x 10^-6 Coulomb
ચાર્જ 1 અને 2 (r) વચ્ચેનું અંતર₁₂) = ૧૨ સેમી = ૦.૧૨ મીટર = ૧૨ x ૧૦^-2 m
ચાર્જ 2 અને 3 (r) વચ્ચેનું અંતર₂₃) = ૧૨ સેમી = ૦.૧૨ મીટર = ૧૨ x ૧૦^-2 m
ચાર્જ 2 (F) પર પરિણામી વિદ્યુત બળ₂) = 0
પૂછ્યું : ચાર્જ 3 (q₃)
જવાબ :
ચાર્જ 2 પરનું વિદ્યુત બળ એ ચાર્જ 1 અને 2 વચ્ચેના વિદ્યુત બળ અને ચાર્જ 2 અને 3 વચ્ચેના વિદ્યુત બળનું પરિણામ છે.
ચાર્જ 1 અને 2 વચ્ચેનું વિદ્યુત બળ :

ચાર્જ 1 ધન છે અને ચાર્જ 2 ધન છે તેથી દિશા F છે₁₂ ચાર્જ 3 (જમણી બાજુ) તરફ છે.
ચાર્જ 2 અને 3 વચ્ચેનું વિદ્યુત બળ :

ચાર્જ 2 ધન છે અને ચાર્જ 3 ધન છે તેથી દિશા F છે₂₃ ચાર્જ ૧ (ડાબી બાજુ) તરફ છે.
ચાર્જ 2 પર પરિણામી વિદ્યુત બળ = 0 :
દિશા F₁₂ જમણી બાજુ અને દિશા F₂₃ ડાબી બાજુ.

5. બાજુની છબીમાં, બે ચાર્જ દ્વારા અનુભવાતું પ્રતિકર્ષક બળ 144 N છે, તેથી બે ચાર્જ વચ્ચેનું અંતર... (1 μC = 10 ^-6 C અને k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 ) છે.

A. ૪.૫ સે.મી.

B. ૭.૫ સે.મી.

સી. ૧૦ સે.મી.

ડી. ૧૨ સે.મી.

ઇ. ૧૨ સે.મી.

ચર્ચા

તે જાણીતું છે કે:

વિદ્યુત બળ (F ₁₂ ) = 144 N

ચાર્જ 1 (q ₁ ) = 10 μC = 10 x 10 ^-6 C

ચાર્જ 2 (q ₂ ) = 4 μC = 4 x 10 ^-6 C

કુલોમ્બ સ્થિરાંક (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

C = કુલોમ્બ, N = ન્યૂટન, m = મીટર

પ્રશ્ન: બે ચાર્જ વચ્ચેનું અંતર (r)

જવાબ :

કુલોમ્બના નિયમનું સૂત્ર:

વર્ણન: F = વિદ્યુત બળ, k = કુલોમ્બનો સ્થિરાંક, q = વિદ્યુત ચાર્જ, r = બે વિદ્યુત ચાર્જ વચ્ચેનું અંતર.

બે ચાર્જ (r) વચ્ચેનું અંતર = 5 x 10 ^-2 મીટર = 5 x 10 ^-2 x 10 ² સેન્ટિમીટર = 5 સેન્ટિમીટર.

સાચો જવાબ B છે.

6. નીચે આપેલા ચિત્રમાં બતાવ્યા પ્રમાણે બે વિદ્યુતભાર છે. જો બંને વિદ્યુતભારો દ્વારા અનુભવાતું કુલોમ્બ બળ 3,6 N હોય, તો બે વિદ્યુતભારો વચ્ચેનું અંતર... (1 μC = 10 ^-6 C અને k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 ) છે.

A. ૪.૫ સે.મી.

B. ૭.૫ સે.મી.

સી. ૧૦ સે.મી.

ડી. ૧૨ સે.મી.

ઇ. ૧૨ સે.મી.

ઇ. ૧૨ સે.મી.

ચર્ચા

તે જાણીતું છે કે:

વિદ્યુત બળ (F ₁₂ ) = 3,6 N

ચાર્જ 1 (q ₁ ) = 9 μC = 9 x 10 ^-6 C

ચાર્જ 2 (q ₂ ) = 4 μC = 4 x 10 ^-6 C

કુલોમ્બ સ્થિરાંક (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

C = કુલોમ્બ, N = ન્યૂટન, m = મીટર

પ્રશ્ન: બે ચાર્જ વચ્ચેનું અંતર (r)

જવાબ :

કુલોમ્બના નિયમનું સૂત્ર:

વર્ણન: F = વિદ્યુત બળ, k = કુલોમ્બનો સ્થિરાંક, q = વિદ્યુત ચાર્જ, r = બે વિદ્યુત ચાર્જ વચ્ચેનું અંતર.

બે ચાર્જ (r) વચ્ચેનું અંતર = 0,3 મીટર = 0,3 x 100 સેન્ટિમીટર = 30 સેન્ટિમીટર.

સાચો જવાબ A છે.

7. આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, ત્રિકોણના ખૂણા પર ત્રણ બિંદુ ચાર્જ સ્થિત છે. બિંદુ A પર કુલોમ્બ બળનું મૂલ્ય ... (k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 ; 1 μ = 10 ^-6 ) છે.

A. 10 નં

બી. ૧.૪ નં.

સી. ૨.૦ એન

ડી. 90 √2 નં

ઇ. ૧૦૦ √૨ ન

ચર્ચા

તે જાણીતું છે કે:

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

ચાર્જ B (q _B ) = 8 μC = 8 x 10 ^-6 C

ચાર્જ C (q _C ) = 4,5 μC = 4,5 x 10 ^-6 C

કુલોમ્બ સ્થિરાંક (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

_{A અને B વિદ્યુતભાર (r AB )} વચ્ચેનું અંતર = 4 સેમી = 4 x 10 ^-2 મીટર

_{વિદ્યુતભાર A અને C (r AC )} વચ્ચેનું અંતર = 3 સેમી = 3 x 10 ^-2 મીટર

C = કુલોમ્બ, N = ન્યૂટન, m = મીટર

પ્રશ્ન: બિંદુ A પર વિદ્યુત બળ

જવાબ :

કુલોમ્બના નિયમનું સૂત્ર:

વર્ણન: F = વિદ્યુત બળ, k = કુલોમ્બનો સ્થિરાંક, q = વિદ્યુત ચાર્જ, r = બે વિદ્યુત ચાર્જ વચ્ચેનું અંતર.

બિંદુ A પર વિદ્યુત બળ:

F _AB અને F _AC એક કાટખૂણો બનાવે છે તેથી પરિણામી બળની ગણતરી પાયથાગોરિયન સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.

સાચો જવાબ D છે.

8. ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ Q વાળા બે પદાર્થો₁ અને પ્ર₂ r cm ના અંતરે, તે 10 N નું પ્રતિકર્ષક બળ બનાવે છે. પછી ચાર્જ Q₁ એવી રીતે સ્થાનાંતરિત થાય છે કે ઉદ્ભવતું બળ 40 N બને છે. અચળાંક k = 9 x 10⁹ Nm².C^-2, પછી ચાર્જ Q₁ દ્વારા ખસેડવું આવશ્યક છે...

_{A. Q 2} થી 1/2 r દૂર

B. 1/2 r Q _{2 ની નજીક આવે છે}

_{C. 1 r પ્રશ્ન 2} થી દૂર ખસે છે

D. 2 r Q _{2 ની નજીક આવે છે}

E. 2 r Q _{2 થી દૂર જાય છે}

ચર્ચા

તે જાણીતું છે કે:

Q ₁ અને Q _{2 વચ્ચેનું અંતર} = r સેમી

પ્રતિકૂળ બળ (F) = 10 N

જો ચાર્જ Q _{1 ને} ખસેડવામાં આવે, તો વિક્ષેપ બળ (F) = 40 N

અચળાંક (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

પ્રશ્ન: ચાર્જ Q _{1 ને} ... દ્વારા ખસેડવો આવશ્યક છે.

જવાબ :

વિદ્યુત બળ સૂત્ર:

એફ = કે ક્યૂ _૧ ક્યૂ _૨ / આર ^૨

અંતર (r) બળ (F) ના વ્યસ્ત પ્રમાણસર છે. આનો અર્થ એ થાય કે જો બળ વધારે હશે, તો વિદ્યુતભાર વચ્ચેનું અંતર ઓછું થશે. તેથી, વિદ્યુતભાર Q _{1 ને} વિદ્યુતભાર Q ₂ ની નજીક ખસેડવું આવશ્યક છે.

સાચો જવાબ B છે.

9. ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ +q₃ = 20 μC, +q₂ = 10 μC અને q₁ ચિત્રમાં બતાવ્યા પ્રમાણે અલગ કરવામાં આવ્યા છે. જેથી ચાર્જ q પર કાર્યરત કુલોમ્બ બળ₂ = શૂન્ય પછી ચાર્જ q₁ છે…
A. +2 μC
બી. –2 μC
સી. +5 μC
ડી. –5 μC
ઇ. +8 μC
ચર્ચા:
ડિકેતાહુઈ :
+q₃ = ૫.૦ μC
+q₂ = ૫.૦ μC
પૂછ્યું :
q₁ =?
જવાબ :
ચાર્જ પર q₂ કાર્યકારી બળ F₂₃ અને એફ₂₁, જ્યાં F₂₃ ડાબી તરફ નિર્દેશિત. જેથી પરિણામી બળ q પર કાર્ય કરે છે₂ શૂન્ય બરાબર પછી q₁ બળ F ને ધન હોવું જોઈએ જેથી₂₁ જમણી તરફ જઈ રહ્યા છીએ.
ચાર્જ q₁ = +5 μC.
સાચો જવાબ C છે.

10. ત્રણ વિદ્યુતભાર +q ₁ = 5 μC, +q ₂ = 10 μC અને +q ₃ = 10 μC એક રેખામાં છે. જો a = 10 cm હોય તો વિદ્યુતભાર q ₂ પર કાર્યરત વિદ્યુત બળનું મૂલ્ય અને દિશા ... (k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ^-2 ) છે.

A. q તરફ 7,5 N₁
B. q તરફ 11,25 N₂
C. q તરફ 15 N₁
D. q તરફ 22,5 N₁
પૂર્વ. q તરફ 78,75 ઉત્તર₁
ચર્ચા:
ડિકેતાહુઈ :
q₁= 5 μC, q₂ = 10 μC અને q₃ = ૫.૦ μC
a = 0,1 મીટર

પૂછ્યું :
q પર પરિણામી કુલોમ્બ બળનું પરિમાણ અને દિશા₂ ?
જવાબ :
q પર બે કુલોમ્બ બળો કાર્યરત છે₂, એટલે કે એફ₂₁ અને એફ₂₃, જ્યાં આ બે બળોની દિશાઓ વિરુદ્ધ હોય છે. q₁ ધન અને q₂ ધન જેથી બળ F₂₁ જમણી તરફ (q તરફ) જઈ રહ્યા છીએ₃). ક્યૂ₂ ધન અને q₃ ધન જેથી બળ F₂₃ ડાબી તરફ (q તરફ) જવું₁).

પરિણામી વિદ્યુત બળનું મૂલ્ય = 90 N – 11,25 N = 78,75 N.
પરિણામી બળની દિશા બળ F ની દિશા જેવી જ છે.₂₃, q તરફ₁.
સાચો જવાબ E છે.