Egzanp Kesyon sou Fòs Coulomb

9 Egzanp Kesyon sou Fòs Coulomb

1. Twa chaj yo ranje jan yo montre nan imaj ki anba a. Fòs Coulomb chaj B sibi a se …. (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 09 x 10 ¹ N pou chaje C

B. 09 x 10 ¹ N pou chaje A

C. 18 x 10 ¹ N pou chaje C

D. 18 x 10 ¹ N pou chaje A

E. 36 x 10 ¹ N pou chaje C

Pembahasan

Li konnen ke :

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

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

q _C = 20 µC = 20 x 10 ^-6 = 2 x 10 ^-5 Koulomb

r _AB = 0,1 mèt = 10 ^-1 mèt

r _BC = 0,1 mèt = 10 ^-1 mèt

^k = 9 x ¹⁰⁹ Nm2C − ²

Kesyon : Fòs Coulomb chaj B sibi a

Repons :

Gen de fòs Coulomb oubyen fòs elektrik ki aji sou chaj B, sètadi fòs Coulomb ant chaj A ak B (F_{_AB} ) ak fòs Coulomb ant chaj B ak C (F_{_BC} ). Fòs Coulomb chaj B sibi a se rezilta F _{_AB} ak F_{_BC}.

Fòs Koulomb ant chaj A ak B:

Chaj A a pozitif epi chaj B a pozitif, kidonk F _AB ale nan direksyon chaj C.

Fòs Coulomb ant chaj B ak C:

Chaj B a pozitif epi chaj C a pozitif, kidonk F _{BC a} ale nan direksyon chaj A.

Fòs Koulomb chaj B sibi a:

F _B = F _BC – F _AB = 180-90 = 90 N

Magnitud fòs Coulomb chaj B (F _B ) sibi a se 90 Newton. Direksyon F _B a se menm ak direksyon F _BC a , sètadi an direksyon chaj A.

Repons ki kòrèk la se B.

2. Magnitud ak direksyon fòs Coulomb sou chaj B a se... ( k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

A. 2,5 k Q ² r ^-2 agoch

B. 2,5 k Q ² r ^-2 adwat la

C. 2 k Q ² r ^-2 sou bò gòch la

D. 2 k Q ² r ^-2 adwat la

E. 1 k Q ² r ^-2 sou bò gòch la

Pembahasan

Li konnen ke :

Chaj A (q _A ) = +Q

Chaj B (q _B ) = -2Q

Chaj C (q _C ) = -Q

Distans ant chaj A ak B (r _AB ) = r

Distans ant chaj B ak C (r _BC ) = 2r

^k = 9 x ¹⁰⁹ Nm2C − ²

Kesyon an se : mayitid ak direksyon fòs Coulomb sou chaj B la.

Repons :

Fòs Koulomb ant chaj A ak chaj B:

Chaj A pozitif epi chaj B negatif, kidonk direksyon F _AB se nan direksyon chaj A.

Fòs Coulomb ant chaj B ak chaj C:

Chaj B negatif epi chaj C negatif, kidonk direksyon F _BC a se nan direksyon chaj A.

Fòs reziltan ki aji sou chaj B a:

F = F _AB + F _BC = 2 k Q² ^/ r² ⁺ 0,5 k Q²/r² = 2,5 k Q² ^/ r² ⁼ 2,5 k Q² ^/ r² ⁼ 2.5 k ^Q² r ^-2

Direksyon fòs Coulomb la se nan direksyon chaj A oubyen agoch.

Repons ki kòrèk la se A.

3. De chaj elektrik yo mete separeman jan yo montre nan figi a. Chaj nan A a se 8 µC epi fòs atraksyon k ap aji sou tou de chaj yo se 45 N. Si chaj A deplase adwat pa 1 cm epi k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 , alò fòs atraksyon k ap aji sou tou de chaj yo se...

A. 45 Nò

B. 60 N

Apeprè 80 N

D. 90 N

Lès 120 Nò

Pembahasan

Li konnen ke :

Chaj elektrik nan A (q _A ) = 8 µC = 8 x 10 ^-6 Coulombs

Fòs elektrik ant de chaj yo (F) = 45 Newton

Distans ant de chaj yo (r _AB ) = 4 cm = 0,04 mèt = 4 x 10 ^-2 mèt

Konstan (k) = ⁹ x ¹⁰⁹ Nm2.C ^-2

Kesyon : Fòs elektrik ant de chaj yo si chaj A deplase adwat pa 1 cm oswa 0,01 mèt

Repons :

Premyèman, kalkile chaj elektrik la nan B, answit kalkile fòs elektrik ki genyen ant de chaj elektrik yo, si chaj elektrik la nan A deplase adwat pa 1 cm.

Chaj elektrik nan B :

Fòmil Lwa Coulomb la :

F = k (qA ₎ (qB ₎ / ^r2

F r ² = k (q _A )(q _B )

q _B = F r ² / k (q _A )

Chaj elektrik nan B :

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

q _B = (45)(16 x 10 ^-4 ) / 72 x 10 ³

q _B = (720 x 10 ^-4 ) / (72 x 10 ³ )

q _B = 10 x 10 ^-7 Koulomb

Fòs elektrik ant chaj elektrik A ak B :

Si chaj ki nan pwen A a deplase adwat pa 1 cm, distans ki genyen ant de chaj yo vin 3 cm = 0,03 mèt = 3 x 10 ^-2 mèt.

F = k (qA ₎ (qB ₎ / ^r2

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

F = (9 x 10³ ⁾ (80 x ^10-13 ) / (9 x ^10-4 )

F = (1 x 10³ ⁾ (80 x ^10-13 ) / (1 x ^10-4 )

F = (80 x 10-4 ⁾ / (1 x ^10-4 )

F = 80 Newton

Repons ki kòrèk la se C.

4. De chaj elektrik P ak Q ki sitiye a 10 cm youn ak lòt sibi yon fòs atraksyon 8 N. Si chaj Q a deplase 5 cm nan direksyon chaj P a (1 µC = 10 ^-6 C ak k = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2 ), alò fòs elektrik ki fèt la se...

A. 8 Nò

B. 16 N

Apeprè 32 N

D. 40 N

Lès 56 Nò

Pembahasan

Li konnen ke :

Distans ant chaj P ak Q (r _PQ ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10 ^-1 m

Fòs elektrik ant chaj P ak Q (F) = 8 N

Chaj elektrik Q (q _Q ) = 40 µC = 40 x 10 ^-6 C

Konstan (k) = ⁹ x ¹⁰⁹ Nm2.C ^-2

Kesyon : Fòs elektrik ant chaj P ak Q si chaj Q deplase 5 cm nan direksyon chaj P a.

Repons :

Premyèman, kalkile chaj elektrik P a, apre sa, kalkile fòs elektrik ki genyen ant de chaj elektrik yo, si chaj elektrik Q a deplase 5 cm nan direksyon chaj P a.

Chaj elektrik 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 Koulomb

Fòs elektrik ant chaj elektrik P ak Q :

Si chaj ki nan Q a deplase agoch ​​pa 5 cm, distans ki genyen ant de chaj yo vin 5 cm = 0,05 mèt = 5 x 10 ^-2 mèt.

F = k (qP ₎ (qQ ₎ / ^r2

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

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

F = (80 x 10-3 ⁾ / (25 x ^10-4 )

F = 3,2 x ¹⁰¹

F = 32 Newton

Repons ki kòrèk la se C.

5. Gade imaj chaj elektrik sa yo. Fòs elektrik chaj q _B sibi a se 8 N (1 µC = 10 ^-6 C) ak (k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 ). Si chaj q _{B deplase a 4 cm soti nan A, alò fòs elektrik q B} sibi a kounye a se...

A. 2 Nò

B. 4 N

Apeprè 6 N

D. 8 N

Lès 10 Nò

Pembahasan

Li konnen ke :

Distans ant chaj A ak B (r _AB ) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10 ^-2 m

Fòs elektrik ant chaj A ak B (F) = 8 N

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

Konstan (k) = ⁹ x ¹⁰⁹ Nm2.C ^-2

Kesyon : Fòs elektrik ant chaj A ak B si distans ki genyen ant de chaj yo se 4 cm

Repons :

Premyèman, kalkile chaj elektrik B a, apre sa, kalkile fòs elektrik ki genyen ant de chaj elektrik yo si distans ki genyen ant de chaj elektrik yo se 4 cm = 0,04 mèt = 4 x 10 ^-2 mèt.

Chaj elektrik 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 Koulomb

Fòs elektrik ant chaj A ak B :

F = k (qA ₎ (qB ₎ / ^r2

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

Repons ki kòrèk la se A.

6. Twa chaj elektrik pozisyone nan pwen kwen triyang ABC a ki gen longè kote AB = BC = 20 cm epi menm mayitid chaj la (q = 2µC) tankou nan foto ki sou bò a (k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 , 1 µ = 10 ^-6 ). Mayitid fòs elektrik k ap aji sou pwen B a se….

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

Apeprè 0,9 N

D. 0,81 N

Lès 0,4 Nò

Pembahasan

Li konnen ke:

Chaj nan pwen A (q _A ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 Coulomb

Chaj nan pwen B (q _B ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 Coulomb

Chaj nan pwen C (q _C ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 Coulomb

Distans B pou rive C (r _BC ) = 20 cm = 0,2 mèt = 2 x 10 ^-1 mèt

Distans B ak A (r _BA ) = 20 cm = 0,2 mèt = 2 x 10 ^-1 mèt

^k = 9.10 ⁹ Nm2.C - ²

Kesyon: Magnitud fòs elektrik la k ap aji sou pwen B a

Repons:

Fòs elektrik ant chaj yo nan pwen B ak C:

F _BC = k (q _B )(q _C ) / r _BC ²

F _BC = (9 x 10⁶ ⁾ (2 x ^10⁻⁶ )(2 x ^10⁻⁶ ) / (2 x ^10⁻¹ ) ^²

F _BC = (9 x 10⁶ ⁾ (4 x ^10⁻¹ ) / (9 x ^10⁻² )

F _BC = (36 x 10 ^-3 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BC = 9 x 10 ^-1

F _BC = 0,9 Newton

Chaj elektrik nan pwen B ak C a pozitif, kidonk direksyon fòs elektrik F _{BC a} se agoch, lwen pwen C.

Fòs elektrik ant chaj yo nan pwen B ak A:

F _BA = k (q _B )(q _A ) / r _BA ²

F _BA = (9 x 10⁶ ⁾ (2 x ^10⁶ )(2 x ^10⁶ ) / (2 x ^10⁶ ) ^²

F _BA = (9 x 10⁶ ⁾ (4 x ^10⁻¹ ) / (9 x ^10⁻² )

F _BA = (36 x 10 ^-3 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BA = 9 x 10 ^-1

F _BA = 0,9 Newton

Chaj elektrik nan pwen B ak A a pozitif, kidonk direksyon fòs elektrik F _{BA a} se anba, lwen pwen A.

De fòs elektrik yo fòme yon ang dwa, kidonk fòs elektrik ki aji nan pwen B a kalkile lè l sèvi avèk fòmil Pitagò a.

Repons ki kòrèk la se B.

7. Gade foto sa a!

Twa chaj Q1 _, Q2 _, ak Q3 _pozisyone nan pwent yon triyang rektang ABC. Longè AB = BC = 30 cm. Etandone k = 9.10 ⁹ Nm2.C - ² ak 1 µ = 10-6 ^alò fòs Coulomb ki reziltan sou chaj Q1 _la ^se ….

A. 1 Nò

B. 5 N

Apeprè 7 N

D. 10 N

Lès 12 Nò

Pembahasan

Li konnen ke:

Chaj nan pwen A (q _A ) = 3 µC = 3 x 10 ^-6 Coulomb

Chaj nan pwen B (q _B ) = -10 µC = -10 x 10 ^-6 Coulomb

Chaj nan pwen C (q _C ) = 4 µC = 4 x 10 ^-6 Coulomb

Distans B pou rive C (r _BC ) = 30 cm = 0,3 mèt = 3 x 10 ^-1 mèt

Distans B ak A (r _BA ) = 30 cm = 0,3 mèt = 3 x 10 ^-1 mèt

^k = 9.10 ⁹ Nm2.C - ²

Kesyon: Fòs Coulomb ki reziltan nan pwen B

Repons:

Fòs elektrik ant chaj yo nan pwen B ak C:

F _BC = k (q _B )(q _C ) / r _BC ²

F _BC = (9 x 10⁶ ⁾ (10 x ^10⁻⁶ )(4 x ^10⁻⁶ ) / (3 x ^10⁻¹ ) ^²

F _BC = (9 x 10⁶ ⁾ (40 x ^10⁻¹ ) / (9 x ^10⁻² )

F _BC = (360 x 10 ^-3 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BC = 40 x 10 ^-1

F _BC = 4 Newton

Chaj elektrik nan pwen B a negatif epi chaj elektrik nan pwen C a pozitif, kidonk direksyon fòs elektrik F _{BC a} se adwat nan direksyon pwen C.

Fòs elektrik ant chaj yo nan pwen B ak A:

F _BA = k (q _B )(q _A ) / r _BA ²

F _BA = (9 x 10⁶ ⁾ (10 x ^10⁶ )(3 x ^10⁶ ) / (3 x ^10⁶ ) ^²

F _BA = (9 x 10⁶ ⁾ (30 x ^10⁻¹ ) / (9 x ^10⁻² )

F _BA = (270 x 10 ^-3 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BA = 30 x 10 ^-1

F _BA = 3 Newton

Chaj elektrik nan pwen B a negatif epi chaj elektrik nan pwen A a pozitif, kidonk direksyon fòs elektrik F _{BA a} se anlè nan direksyon pwen A.

De fòs elektrik yo fòme yon ang dwa, kidonk fòs elektrik ki aji nan pwen B a kalkile lè l sèvi avèk fòmil Pitagò a.

Repons ki kòrèk la se B.

8. Twa chaj elektrik pozisyone nan pwen kwen triyang ABC a ak longè kote AB = BC = 20 cm epi menm gwosè chaj la (q = 2µC) tankou nan foto a sou kote a (k = 9.10⁹ Nm².C^-2, 1 µ = 10^-6). Magnitud fòs elektrik la ap travay nan pwen B a se….

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

Pembahasan

Li konnen ke:
Chaj la nan pwen A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Koulonb
Chaj la nan pwen B (q_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 Koulonb
Chaj la nan pwen C (q_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 Koulonb
Distans ant B ak C (r_BC) = 20 cm = 0,2 mèt = 2 x 10^-1 mèt
Distans ant B ak A (r_BA) = 20 cm = 0,2 mèt = 2 x 10^-1 mèt
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Mande: Magnitud fòs elektrik k ap aji nan pwen B a
Repons:

Fòs elektrik ant chaj yo nan pwen B ak 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
Chaj elektrik nan pwen B ak C a pozitif, kidonk direksyon fòs elektrik F la se_BC sou bò gòch la, lwen pwen C.

Fòs elektrik ant chaj yo nan pwen B ak 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
Chaj elektrik nan pwen B ak A a pozitif, kidonk direksyon fòs elektrik F la se_BA anba, lwen pwen A.

De fòs elektrik yo fòme yon ang dwa, kidonk fòs elektrik ki aji nan pwen B a kalkile lè l sèvi avèk fòmil Pitagò a.
Repons ki kòrèk la se B.

9. Gade foto sa a!
Twa chaj Q₁,Q₂, ak Q₃ se nan pwent triyang rektang ABC a. Longè AB = BC = 30 cm. Li konnen ke k = 9.10⁹ Nm².C^-2 epi 1 µ = 10^-6 lè sa a fòs Coulomb ki reziltan sou chaj Q a₁ se….

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

Pembahasan
Li konnen ke:
Chaj la nan pwen A (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Koulonb
Chaj la nan pwen B (q_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 Koulonb
Chaj la nan pwen C (q_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 Koulonb
Distans ant B ak C (r_BC) = 30 cm = 0,3 mèt = 3 x 10^-1 mèt
Distans ant B ak A (r_BA) = 30 cm = 0,3 mèt = 3 x 10^-1 mèt
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Mande: Fòs Coulomb ki reziltan nan pwen B
Repons:
Fòs elektrik ant chaj yo nan pwen B ak 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
Chaj elektrik nan pwen B a negatif epi chaj elektrik nan pwen C a pozitif, kidonk direksyon fòs elektrik F la se_BC adwat nan direksyon pwen C.

Fòs elektrik ant chaj yo nan pwen B ak 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
Chaj elektrik nan pwen B a negatif epi chaj elektrik nan pwen A a pozitif, kidonk direksyon fòs elektrik F la se_BA monte nan direksyon pwen A.
 
De fòs elektrik yo fòme yon ang dwa, kidonk fòs elektrik ki aji nan pwen B a kalkile lè l sèvi avèk fòmil Pitagò a.
Repons ki kòrèk la se B.

Sous kesyon an:

Kesyon fizik pou egzamen nasyonal la pou lekòl segondè/lekòl pwofesyonèl