Primjeri pitanja o Coulombovoj sili

9 primjera pitanja o Coulombovim silama

1. Tri opterećenja su raspoređena kao na slici ispod. Coulombova sila koju osjeća naboj B je ... (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 09 x 10 ¹ N za punjenje C

B. 09 x 10 ¹ N za punjenje A

C. 18 x 10 ¹ N za naboj C

D. 18 x 10 ¹ N za naboj A

E. 36 x 10 ¹ N za naboj C

Rasprava

Poznato je da :

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

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

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

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

r _BC = 0,1 metara = ^10⁻¹ metara

k = 9 x ¹⁰⁹ Nm² C ^{− 2}

Pitanje : Coulombova sila koju osjeća naboj B

Odgovor :

Na naboj B djeluju dvije Coulombove sile ili električne sile, i to Coulombova sila između naboja A i B (FAB ₎ i Coulombova sila između naboja B i C (FBC ₎ . Coulombova sila koju osjeća naboj B je rezultanta _FAB i _FBC.

Coulombova sila između naboja A i B:

Naboj A je pozitivan i naboj B je pozitivan tako da F _AB ide prema naboju C.

Coulombova sila između naboja B i C:

Naboj B je pozitivan i naboj C je pozitivan tako da FBC _ide prema naboju A.

Coulombova sila koju osjeća naboj B:

F _B = F _BC – F _AB = 180-90 = 90 N

Veličina Coulombove sile koju osjeća naboj B (F _B ) iznosi 90 Newtona. Smjer F _B isti je kao i smjer F _BC , naime prema naboju A.

Točan odgovor je B.

2. Veličina i smjer Coulombove sile na naboj B je... ( k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

A. 2,5 k Q ² r ^-2 ulijevo

B. 2,5 k Q ² r ^-2 udesno

C. 2 k Q ² r ^-2 ulijevo

D. 2 k Q ² r ^-2 udesno

E. 1 k Q ² r ^-2 ulijevo

Rasprava

Poznato je da :

Naboj A (q _A ) = + Q

Naboj B (qB ₎ = -2Q

Naboj C (qC ₎ = -Q

Udaljenost između naboja A i B (rAB ₎ = r

Udaljenost između naboja B i C (rBC ₎ = 2r

k = 9 x ¹⁰⁹ Nm² C ^{− 2}

Postavljeno je pitanje : veličina i smjer Coulombove sile na naboj B

Odgovor :

Coulombova sila između naboja A i naboja B:

Naboj A je pozitivan, a naboj B negativan, tako da je smjer F _AB prema naboju A

Coulombova sila između naboja B i naboja C:

Naboj B je negativan i naboj C je negativan pa je smjer FBC _prema naboju A

Rezultantna sila koja djeluje na naboj B:

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

Smjer Coulombove sile je prema naboju A ili ulijevo.

Točan odgovor je A.

3. Dva električna naboja su odvojeno postavljena kao što je prikazano na slici. Naboj u A je 8 µC, a privlačna sila koja djeluje na oba naboja je 45 N. Ako se naboj A pomakne udesno za 1 cm i k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 , tada je privlačna sila koja djeluje na oba naboja…

A. 45 N

B. 60 N

C. 80 N

D. 90 N

I. 120 N

Rasprava

Poznato je da :

Električni naboj pri A (q _A ) = 8 µC = 8 x ^10⁻⁶ Coulombova

Električna sila između dva naboja (F) = 45 Newtona

Udaljenost između dva naboja (r _AB ) = 4 cm = 0,04 metra = 4 x ^10⁻² metara

Konstanta (k) = 9 x 10 ^{^ 9} Nm² · ^C⁻²

Pitanje : Električna sila između dva naboja ako se naboj A pomakne udesno za 1 cm ili 0,01 metar

Odgovor :

Prvo izračunajte električni naboj u točki B, a zatim izračunajte električnu silu između dva električna naboja ako je električni naboj u točki A pomaknut udesno za 1 cm.

Električni naboj u točki B :

Formula Coulombov zakon :

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

Fr2 = k( _qA ) ⁽ _qB )

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

Električni naboj u točki B :

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

q _B = (45)(16 x ^10⁻⁴ ) / 72 x ^10⁻³

q _B = (720 x ^10⁻⁴ ) / (72 x ^10³ )

q _B = 10 x ^10⁻⁷ Coulomba

Električna sila između električnih naboja A i B :

Ako se naboj u točki A pomakne udesno za 1 cm, udaljenost između dva naboja postaje 3 cm = 0,03 metra = 3 x ^10⁻² metara

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

F = (9 x 10⁻ ⁾ (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 Newtona

Točan odgovor je C.

4. Dva električna naboja P i Q koji su međusobno udaljeni 10 cm osjećaju privlačnu silu od 8 N. Ako se naboj Q pomakne 5 cm prema naboju P (1 µC = 10⁻⁶ ^C i k ⁼ 9 x ^10⁻⁹ Nm²C⁻² ), tada se javlja električna sila ^...

A. 8 N

B. 16 N

C. 32 N

D. 40 N

I. 56 N

Rasprava

Poznato je da :

Udaljenost između naboja P i Q (rPQ ₎ = 10 cm = 0,1 m = 1 x ^10⁻¹ m

Električna sila između naboja P i Q (F) = 8 N

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

Konstanta (k) = 9 x 10 ^{^ 9} Nm² · ^C⁻²

Pitanje : Električna sila između naboja P i Q ako se naboj Q pomakne 5 cm prema naboju P

Odgovor :

Prvo izračunajte električni naboj P, a zatim izračunajte električnu silu između dva električna naboja ako je električni naboj Q pomaknut 5 cm prema naboju P.

Električni naboj P :

qP = Fr² ^/ k _{( qQ} )

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

qP ₌ (8)(1 x 10⁻² ⁾ / 360 x ^10³

qP ₌ (8 x ^10⁻² ) / (36 x ^10⁴ )

qP ₌ (1 x ^10⁻² ) / (4,5 x ^10⁴ )

q _P = (1/4,5) x ^10⁻⁶ Coulomb

Električna sila između električnih naboja P i Q :

Ako se naboj u točki Q pomakne ulijevo za 5 cm, udaljenost između dva naboja postaje 5 cm = 0,05 metara = 5 x ^10⁻² metara

F = k(qP ₎ ( _qQ ) / ^r2

F = (9 x 10⁻ ⁾ ( (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 10⁻⁴ ⁾ / (25 x ^10⁻⁴ )

F = 3,2 x 10 ^{^1}

F = 32 Newtona

Točan odgovor je C.

5. Pogledajte sljedeću sliku električnih naboja. Električna sila koju osjeća naboj q _B iznosi 8 N (1 µC = 10⁻⁶ ^C ) i (k = 9.10⁻⁹ ^{Nm²⁻² C} ) ^. Ako se naboj q _B pomakne za 4 cm od A, tada je električna sila koju osjeća q _B sada…

A. 2 N

B. 4 N

C. 6 N

D. 8 N

I. 10 N

Rasprava

Poznato je da :

Udaljenost između naboja A i B (rAB ₎ = 2 cm = 0,02 m = 2 x ^10⁻² m

Električna sila između naboja A i B (F) = 8 N

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

Konstanta (k) = 9 x 10 ^{^ 9} Nm² · ^C⁻²

Pitanje : Električna sila između naboja A i B ako je udaljenost između dva naboja 4 cm

Odgovor :

Prvo izračunajte električni naboj B, a zatim izračunajte električnu silu između dva električna naboja ako je udaljenost između dva električna naboja 4 cm = 0,04 metra = 4 x 10⁻² ^metara.

Električni naboj B :

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

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

q _B = (8)(4 x ^10⁻⁴ ) / (18 x ^10³ )

q _B = (32 x ^10⁻⁴ ) / (18 x ^10³ )

q _B = (32/18) x ^10⁻⁷

q _B = (16/9) x ^10⁻⁷ Coulomba

Električna sila između naboja A i B :

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

F = (9 x 10⁻ ⁾ (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 Newtona

Točan odgovor je A.

6. Tri električna naboja nalaze se u vrhovima trokuta ABC s duljinom stranice AB = BC = 20 cm i istom veličinom naboja (q = 2µC) kao na slici sa strane (k = 9.109 ^{Nm²C⁻², 1 µ = 10⁻⁶ )} . ^Veličina električne ^sile koja djeluje na točku B je….

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N

D. 0,81 N

I. 0,4 N

Rasprava

Poznato je da:

Naboj u točki A (q _A ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Naboj u točki B (q _B ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Naboj u točki C (q _C ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Udaljenost B do C (r _BC ) = 20 cm = 0,2 metra = 2 x ^10⁻¹ metara

Udaljenost B do A (rBA ₎ = 20 cm = 0,2 metra = 2 x ^10⁻¹ metara

^k = ^9,109 Nm² · ^C⁻²

Pitanje: Veličina električne sile koja djeluje na točku B

Odgovor:

Električna sila između naboja u točkama B i C:

FBC = k( ^qB ₎ ( _{qC )} / _rBC2

FBC ₌ (9 x 109 ⁾ (10 x ^2-6 )(2 x ^10-6 ) / (2 x ^10-1 ) ²

FBC ₌ (9 x 109 ⁾ (4 x ^10-12 ) / (9 x ^10-2 )

FBC ₌ (36 x 10⁻³ ⁾ / (4 x ^10⁻² )

FBC ₌ 9 x ^10⁻¹

FBC ₌ 0,9 Newtona

Električni naboj u točkama B i C je pozitivan, stoga je smjer električne sile FBC _lijevo , dalje od točke C.

Električna sila između naboja u točkama B i A:

FBA = k( ^qB ₎ ( _{qA )} / _rBA²

FBA ₌ (9 x 109 ⁾ (10 x ^2-6 )(2 x ^10-6 ) / (2 x ^10-1 ) ²

FBA ₌ (9 x 109 ⁾ (4 x ^10-12 ) / (9 x ^10-2 )

FBA = ₍ 36 x 10⁻³ ⁾ / (4 x ^10⁻² )

FBA ₌ 9 x ^10⁻¹

FBA = _0,9 Newtona

Električni naboj u točkama B i A je pozitivan, stoga je smjer električne sile FBA _prema dolje, dalje od točke A.

Dvije električne sile tvore pravi kut, stoga se rezultantna električna sila koja djeluje u točki B izračunava pomoću Pitagorine formule.

Točan odgovor je B.

7. Pogledajte sljedeću sliku!

Tri naboja Q1 _, Q2 _i Q3 _nalaze se na vrhovima pravokutnog trokuta ABC. Duljina AB = BC = 30 cm. Za k = 9.109 ^{Nm2.C-2 i 1} µ = 10-6 ^tada je rezultantna Coulombova sila na naboj Q1 _….

A. 1 N

B. 5 N

C. 7 N

D. 10 N

I. 12 N

Rasprava

Poznato je da:

Naboj u točki A (q _A ) = 3 µC = 3 x ^10⁻⁶ Coulomb

Naboj u točki B (q _B ) = -10 µC = -10 x 10 ^-6 Coulomb

Naboj u točki C (q _C ) = 4 µC = 4 x ^10⁻⁶ Coulomb

Udaljenost B do C (r _BC ) = 30 cm = 0,3 metra = 3 x ^10⁻¹ metara

Udaljenost B do A (rBA ₎ = 30 cm = 0,3 metra = 3 x ^10⁻¹ metara

^k = ^9,109 Nm² · ^C⁻²

Pitanje: Rezultantna Coulombova sila u točki B

Odgovor:

Električna sila između naboja u točkama B i C:

FBC = k( ^qB ₎ ( _{qC )} / _rBC2

FBC ₌ (9 x 109 ⁾ (10 x ^10-6 )(4 x ^10-6 ) / (3 x ^10-1 ) ²

FBC ₌ (9 x 109 ⁾ (40 x ^10-12 ) / (9 x ^10-2 )

FBC ₌ (360 x 10⁻³ ⁾ / (9 x ^10⁻² )

FBC ₌ 40 x ^10⁻¹

FBC ₌ 4 Newtona

Električni naboj u točki B je negativan, a električni naboj u točki C je pozitivan, stoga je smjer električne sile FBC _udesno prema točki C.

Električna sila između naboja u točkama B i A:

FBA = k( ^qB ₎ ( _{qA )} / _rBA²

FBA ₌ (9 x 109 ⁾ (10 x ^10-6 )(3 x ^10-6 ) / (3 x ^10-1 ) ²

FBA ₌ (9 x 109 ⁾ (30 x ^10-12 ) / (9 x ^10-2 )

FBA = ₍ 270 x 10⁻³ ⁾ / (9 x ^10⁻² )

FBA ₌ 30 x ^10⁻¹

FBA = ₃ Newtona

Električni naboj u točki B je negativan, a električni naboj u točki A pozitivan, stoga je smjer električne sile FBA _prema gore prema točki A.

Dvije električne sile tvore pravi kut, stoga se rezultantna električna sila koja djeluje u točki B izračunava pomoću Pitagorine formule.

Točan odgovor je B.

8. Tri električna naboja nalaze se u vrhovima trokuta ABC s duljinom stranice AB = BC = 20 cm i istom veličinom naboja (q = 2µC) kao na slici sa strane (k = 9.10⁹ nm².C^-2, 1 µ = 10^-6). Veličina električne sile rad u točki B je….

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

Rasprava

Poznato je da:
Naboj u točki A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Naboj u točki B (q_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Naboj u točki C (q_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Udaljenost od B do C (r_BC) = 20 cm = 0,2 metra = 2 x 10^-1 metar
Udaljenost od B do A (r_BA) = 20 cm = 0,2 metra = 2 x 10^-1 metar
k = 9.10⁹ nm².C^-2
Pitao/la sam: Veličina električne sile koja djeluje u točki B
Odgovor:

Električna sila između naboja u točkama B i 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 Newtona
Električni naboj u točkama B i C je pozitivan, stoga je smjer električne sile F_BC lijevo, dalje od točke C.

Električna sila između naboja u točkama B i 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 Newtona
Električni naboj u točkama B i A je pozitivan, stoga je smjer električne sile F_BA dolje, dalje od točke A.

Dvije električne sile tvore pravi kut, stoga se rezultantna električna sila koja djeluje u točki B izračunava pomoću Pitagorine formule.
Točan odgovor je B.

9. Pogledajte sljedeću sliku!
Tri naboja Q₁,Q₂i Q₃ je na vrhu pravokutnog trokuta ABC. Duljina AB = BC = 30 cm. Poznato je da k = 9.10⁹ nm².C^-2 i 1 µ = 10^-6 tada je rezultantna Coulombova sila na naboj Q₁ je….

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

Rasprava
Poznato je da:
Naboj u točki A (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Coulomb
Naboj u točki B (q_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 Coulomb
Naboj u točki C (q_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 Coulomb
Udaljenost od B do C (r_BC) = 30 cm = 0,3 metra = 3 x 10^-1 metar
Udaljenost od B do A (r_BA) = 30 cm = 0,3 metra = 3 x 10^-1 metar
k = 9.10⁹ nm².C^-2
Pitao/la sam: Rezultantna Coulombova sila u točki B
Odgovor:
Električna sila između naboja u točkama B i 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 Newtona
Električni naboj u točki B je negativan, a električni naboj u točki C je pozitivan, stoga je smjer električne sile F_BC desno prema točki C.

Električna sila između naboja u točkama B i 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 Newtona
Električni naboj u točki B je negativan, a električni naboj u točki A pozitivan, stoga je smjer električne sile F_BA prema točki A.
 
Dvije električne sile tvore pravi kut, stoga se rezultantna električna sila koja djeluje u točki B izračunava pomoću Pitagorine formule.
Točan odgovor je B.

Izvor pitanja:

Pitanja iz fizike za nacionalni ispit za višu srednju školu/srednju strukovnu školu