Էլեկտրաստատիկ ուժ - խնդիրներ և լուծումներ

Էլեկտրաստատիկ ուժ - խնդիրներ և լուծումներ

1. Եթե ստատիկ էլեկտրական ուժ 144 հյուսիսային լայնություն է, որքա՞ն է երկուսի միջև հեռավորությունը։ մեղադրանքները… (1 μC = 10^-6 C և k = 9.10⁹ Nm².C^-2)

Հայտնի է.

Էլեկտրական ուժ (F₁₂) = 144 Ն

Լիցք 1 (քառորդ)₁) = 10 μC = 10 x 10^-6 C

Լիցք 2 (քառորդ)₂) = 4 μC = 4 x 10^-6 C

Հաստատուն (կ) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2

C = Կուլոն, N = Նյուտոն, m = մետր

Ցանկալի է. Երկու լիցքերի միջև հեռավորությունը (r)

Լուծում.

Հավասարումը Կուլոնի օրենքը :

F = ստատիկ էլեկտրական ուժը, k Կուլոնի հաստատունը, q = էլեկտրական լիցք, r = երկու լիցքերի միջև հեռավորությունը

Երկու լիցքերի միջև հեռավորությունը (r) = 5 x 10^-2 մետր = 5 x 10^-2 x 10² սմ = 5 սմ։

2. Երկու լիցք, որոնք իրարից բաժանված են r հեռավորության վրաԵթե ​​ստատիկ էլեկտրական ուժը 3.6 Ն է, որքա՞ն է երկու լիցքերի միջև եղած հեռավորությունը։ (1 μC = 10^-6 C եւ կ = 9.10⁹ Nm².C^-2)

Հայտնի է.

Էլեկտրական ուժ (F₁₂) = 3.6 Ն

Լիցք 1 (քառորդ)₁) = 9 μC = 9 x 10^-6 C

Լիցք 2 (քառորդ)₂) = 4 μC = 4 x 10^-6 C

Կուլոնի հաստատունը (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2

C = Կուլոն, N = Նյուտոն, m = մետր

Ցանկալի 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 նկարում: Որքա՞ն է ստատիկ էլեկտրական ուժի մեծությունը A կետում: (k = 9.10⁹ Nm².C^-2; 1 մ = 10^-6)

Հայտնի է.

Ծախս Ա (ք_A) = -2 μC = -2 x 10^-6 C

Ծախս Բ (ք_B) = 8 μC = 8 x 10^-6 C

Ծախս C (ք_C) = 4,5 μC = 4,5 x 10^-6 C

Կուլոմբ-ի հաստատունը (կ) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2

A և B լիցքերի միջև հեռավորությունը (r_AB) = 4 սմ = 4 x 10^-2 m

A և C լիցքերի միջև հեռավորությունը (r_AC) = 3 սմ = 3 x 10^-2 m

C = Կուլոն, N = Նյուտոն, m = մետր

Ցանկալի է. A կետում գտնվող ստատիկ էլեկտրական ուժը

Լուծում.

Կուլոնի օրենքի հավասարումը.

F= ստատիկ էլեկտրական ուժ, կ = Կուլոմբ-ի հաստատունը, ք = էլեկտրական լիցք, r = երկու լիցքերի միջև հեռավորությունը

A կետում ստատիկ էլեկտրական ուժը՝

4. Եռակետ լիցքերը, ինչպես ցույց է տրված ստորև բերված նկարում: Որքա՞ն է B լիցքի կողմից ազդող Կուլոնի ուժի մեծությունը: (k = 9.10⁹ Nm².C^-2; 1 μC = 10^-6 C).

Հայտնի է.

q_A = 10 մԿ = 10 x 10^-6 C = 10^-5 Կուլոմբ

q_B = 10 մԿ = 10 x 10^-6 = 10^-5 Կուլոմբ

q_C = 20 մԿ = 20 x 10^-6 = 2 x 10^-5 Կուլոմբ

r_AB = 0.1 մետր = 10^-1 m

r_BC = 0.1 մետր = 10^-1 m

k = 9 x 10⁹ Nm²C^{- 2}

Ցանկալի է. B լիցքի կողմից զգացվող Կուլոնի ուժը

Լուծում.

B լիցքի վրա գործում են երկու կուլոնյան ուժեր՝ A և B լիցքերի միջև՝ Կուլոնյան ուժ (F)_AB) և Կուլոնի ուժը B և C լիցքերի միջև (F)_BC)։ B լիցքի կողմից զգացվող Կուլոնի ուժը F լիցքի զուտ ուժն է։_AB և Ֆ_BC.

Կուլոնի ուժը A և B լիցքերի միջև՝

A լիցքը դրական նշանով և B լիցքը դրական նշանով, այնպես որ F-ը_AB միավորներ՝ C-ին լիցքավորելու համար։

Կուլոնի ուժը B և C լիցքերի միջև՝

B լիցքը դրական նշանով և C լիցքը դրական նշանով, այնպես որ F-ը_BC միավորներ՝ Ա-ին մեղադրանք առաջադրելու համար։

B լիցքի կողմից զգացվող Կուլոնի ուժը՝

F_B =_BC - Ֆ_AB = 180 – 90 = 90 Ն

B լիցքի (F) կողմից զգացվող Կուլոնի ուժը_B) 90 Նյուտոն է։ F-ի ուղղությունը_B նույնը, ինչ F-ի ուղղությունը_BC միավորներ՝ Ա-ին մեղադրանք առաջադրելու համար։

5Որոշեք Կուլոնի ուժի մեծությունը և ուղղությունը B լիցքի վրա (k = 9 x 10⁹ Nm²C^{- 2}, 1 μC = 10^{- 6} C):

Հայտնի է.

Ծախս Ա (ք_A) = +Q

Ծախս Բ (ք_B) = -2Q

Ծախս C (ք_C) = -Q

A և B լիցքերի միջև հեռավորությունը (r_AB) = r

B և C լիցքերի միջև հեռավորությունը (r_BC) = 2r

k = 9 x 10⁹ Nm²C^{- 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, ուստի սա ուղղությունն է։ F_AB միավորներ՝ Ա-ին մեղադրանք առաջադրելու համար։

Կուլոնի ուժը B և C լիցքերի միջև՝

B լիցքը բացասական է, իսկ C լիցքը՝ բացասական, ուստի դա F-ի ուղղությունն է։_BC միավորներ՝ Ա-ին մեղադրանք առաջադրելու համար։

B լիցքի վրա ազդող զուտ ուժը՝

Ֆ = Ֆ_AB + Ֆ_BC = 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։