Էլեկտրաստատիկ ուժ - խնդիրներ և լուծումներ
1. Եթե ստատիկ էլեկտրական ուժը 144 Ն է, որքա՞ն է երկու լիցքերի միջև հեռավորությունը … (1 μC = 10 -6 C և k = 9.10 9 Նմ 2 .C -2 ):
Հայտնի է.
Էլեկտրական ուժ (F12 ) = 144 Ն
Լիցք 1 (q1 ) = 10 μC = 10 x 10 -6 C
Լիցք 2 (q2 ) = 4 μC = 4 x 10 -6 C
Հաստատուն (k) = 9 x 10 9 Նմ 2 .C -2
C = Կուլոն, N = Նյուտոն, m = մետր
Պահանջվում է. Երկու լիցքերի միջև հեռավորությունը (r)
Լուծում.
Կուլոնի օրենքի հավասարումը.
F = ստատիկ էլեկտրական ուժ, k = Կուլոնի հաստատուն, q = էլեկտրական լիցք, r = երկու լիցքերի միջև հեռավորությունը
Երկու լիցքերի միջև հեռավորությունը (r) = 5 x 10 -2 մետր = 5 x 10 -2 x 10 2 սմ = 5 սմ։
2. Երկու լիցքեր, որոնք իրարից հեռու են r հեռավորությամբ ։ Եթե ստատիկ էլեկտրական ուժը 3.6 Ն է, որքա՞ն է երկու լիցքերի միջև հեռավորությունը (1 μC = 10-6 C և k = 9.10 9 Նմ 2. C -2 ):
Հայտնի է.
Էլեկտրական ուժ (F12 ) = 3.6 Ն
Լիցք 1 (q1 ) = 9 μC = 9 x 10 -6 C
Լիցք 2 (q2 ) = 4 μC = 4 x 10 -6 C
Կուլոնի հաստատունը (k) = 9 x 10 9 Նմ 2 .C -2
C = Կուլոն, N = Նյուտոն, m = մետր
Պահանջվում է. Երկու լիցքերի միջև հեռավորությունը (r)
Լուծում.
Երկու լիցքերի միջև հեռավորությունը (r) = 0.3 մ = 0.3 x 100 սմ = 30 սմ։
3. Եռակետային լիցքերը, ինչպես ցույց է տրված ստորև բերված նկարում: Որքա՞ն է ստատիկ էլեկտրական ուժի մեծությունը A կետում (k = 9.10 9 Նմ 2 .C -2 ; 1 μ = 10 -6 ):
Հայտնի է.
Ծախս Ա (քA) = -2 μC = -2 x 10-6 C
Լիցք B (q B ) = 8 μC = 8 x 10 -6 C
Լիցք C (q C ) = 4,5 μC = 4,5 x 10 -6 C
Կուլոնի հաստատունը (k) = 9 x 109 Նմ 2 .C -2
A և B լիցքերի միջև հեռավորությունը (r AB ) = 4 սմ = 4 x 10 -2 մ
A և C լիցքերի միջև հեռավորությունը (r AC ) = 3 սմ = 3 x 10 -2 մ
C = Կուլոն, N = Նյուտոն, m = մետր
Պահանջվում է A կետում ստատիկ էլեկտրական ուժը
Լուծում.
Կուլոնի օրենքի հավասարումը.
F = ստատիկ էլեկտրական ուժ , k = Կուլոնի հաստատուն , q = էլեկտրական լիցք , r = երկու լիցքերի միջև հեռավորությունը
A կետում ստատիկ էլեկտրական ուժը՝
4. Եռակետային լիցքերը, ինչպես ցույց է տրված ստորև բերված նկարում: Որքա՞ն է B լիցքի վրա ազդող Կուլոնի ուժի մեծությունը (k = 9.10 9 Նմ 2 .C -2 ; 1 μC = 10 -6 C ):
Հայտնի է.
q A = 10 μC = 10 x 10 -6 C = 10 -5 Կուլոններ
q B = 10 μC = 10 x 10 -6 = 10 -5 կուլոններ
q C = 20 μC = 20 x 10 -6 = 2 x 10 -5 կուլոններ
r AB = 0.1 մետր = 10 -1 մ
r BC = 0.1 մետր = 10 -1 մ
k = 9 x 10 9 Նմ 2 C −2
Պահանջվում է. B լիցքի կողմից զգացվող Կուլոնի ուժը
Լուծում.
B լիցքի վրա գործում են երկու կուլոնյան ուժեր՝ A և B լիցքերի միջև Կուլոնյան ուժը (F AB ) և B և C լիցքերի միջև Կուլոնյան ուժը (F BC ): B լիցքի վրա ազդող Կուլոնյան ուժը F AB և F BC ուժերի զուտ ուժն է :
Կուլոնի ուժը A և B լիցքերի միջև՝
A լիցքը դրական է, իսկ B լիցքը՝ դրական, այնպես որ F AB-ն ուղղված է C լիցքին։
Կուլոնի ուժը B և C լիցքերի միջև՝
B լիցքը դրական նշանով է, իսկ C լիցքը՝ դրական, այնպես որ F BC-ն ուղղված է A լիցքին։
B լիցքի կողմից զգացվող Կուլոնի ուժը՝
Ֆ Բ = Ֆ ԲԿ – Ֆ ԱԲ = 180 – 90 = 90 Ն
B լիցքի (F2B) վրա ազդող Կուլոնի ուժը 90 Նյուտոն է։ F2B- ի ուղղությունը նույնն է, ինչ F2BC-ի ուղղությունը դեպի A լիցքը։
5. Որոշեք Կուլոնի ուժի մեծությունը և ուղղությունը B լիցքի վրա ( k = 9 x 10 9 Նմ 2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C):
Հայտնի է.
Լիցք A (q A ) = +Q
Լիցք B (q B ) = -2Q
Լիցք C (q C ) = -Q
A և B լիցքերի միջև հեռավորությունը (r AB ) = r
B և C լիցքերի միջև հեռավորությունը (r BC ) = 2r
k = 9 x 10 9 Նմ 2 C −2
Ցանկալի է՝ Կուլոնի ուժի մեծությունը և ուղղությունը B լիցքի վրա
Լուծում.
Կուլոնի ուժը A և B լիցքերի միջև՝
A լիցքը դրական է, իսկ B լիցքը՝ բացասական, այնպես որ F AB լիցքի ուղղությունը ուղղված է դեպի A լիցքը։
Կուլոնի ուժը B և C լիցքերի միջև՝
B լիցքը բացասական է, իսկ C լիցքը՝ բացասական, այնպես որ F BC- ի ուղղությունը ուղղված է դեպի A լիցքը։
B լիցքի վրա ազդող զուտ ուժը՝
Ֆ = ՖAB + ՖBC = 2 կՔ2/r2 + 0.5 կՔ2/r2 = 2.5 կՔ2/r2 = 2.5 կՔ2 r-2
Ուժի ուղղությունը ուղղված է դեպի A լիցքը կամ դեպի ձախ։
