Električna potencijalna energija – problemi i rješenja

1. Elektron se ubrzava iz mirovanja zbog potencijalne razlike od 12 V. Kolika je promjena električne potencijalne energije elektrona?

Poznato:

Naboj elektrona (e) = -1.60 x ^10⁻¹⁶ Coulomb

Električni potencijal = napon (V) = 12 volti

Traži se: Promjena električne potencijalne energije elektrona (ΔPE)

rješenje:

ΔPE = q V = (-1.60 x ^10⁻¹⁴ C)(12 V) = -19.2 x ^10⁻¹⁴ Džula

Znak minus označava da se potencijalna energija smanjuje.

2. Dvije paralelne ploče su nabijene. Udaljenost između ploča je 2 cm, a jakost električnog polja između ploča je 500 Volt/metar. Kolika je promjena potencijalne energije protona kada se ubrza s pozitivno nabijene ploče na negativno nabijenu ploču?

Poznato:

Veličina električnog polja između ploča (E) = 500 Volt/metar

Razmak između ploča (s) = 2 cm = 0,02 m

Naboj protona = +1.60 x ^10⁻¹⁴ Coulombova

Traži se: promjena električne potencijalne energije (ΔPE)

rješenje:

Električni potencijal:

V = E s

V = (500 Volt/m)(0.02 m)

V = 10 volti

Promjena električne potencijalne energije:

ΔPE = qV

ΔPE = (1,60 x 10⁻¹⁴ ^C )(10 V)

ΔPE = 16 x ^10⁻¹⁵ džula

ΔPE = 1.6 x ^{10⁻¹ 8} Džula

3. Dva točkasta naboja udaljena su 10 cm. Naboj u točki A = +9 μC , a naboj u točki B = -4 μC. k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C. Kolika je promjena električne potencijalne energije naboja u točki B ako se ubrza do točke A?

Poznato:

Naboj A (q1 ₎ = +9 μC = +9 x 10−6 ^C

Naboj B (q1 ₎ = -4 μC = -4 x 10−6 ^C

k = 9 x ¹⁰⁹ Nm² C ^{− 2}

Udaljenost između naboja A i B (r) = 10 cm = 0.1 m = 10 ^-1 m

Traži se: promjena električne potencijalne energije (ΔEP)

rješenje: