Legge di Coulomb: problemi e soluzioni

1. Due cariche puntiformi, QA = +8 μC e QB = -5 μC, sono separati da una distanza r = 10 cm. Qual è l'ampiezza dell' forza elettricaLa costante k = 8.988 x 109 Nm2C-2 = 9 x 109 Nm2C-2.

Legge di Coulomb: problemi e soluzioni 1

Conosciuto :

Carica A (q A ) = +8 μC = +8 x 10 -6 C

Carica B (q B ) = -5 μC = -5 x 10 -6 C

k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2

La distanza tra le cariche A e B (r AB ) = 10 cm = 0.1 m

Ricerca : l'entità della forza elettrica

soluzione:

Formula della legge di Coulomb :

Legge di Coulomb: problemi e soluzioni 2

L'intensità della forza elettrica:

Legge di Coulomb: problemi e soluzioni 16

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2. Due particelle cariche, come mostrato nella figura sottostante, Q P = +10 μC e Q q = +20 μC, sono separate da una distanza r = 10 cm. Qual è l'intensità della forza elettrostatica?

Legge di Coulomb: problemi e soluzioni 4

Conosciuto :

Carica P (Q P ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

Carica Q (Q Q ) = +20 μC = +20 x 10 -6 C

k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2

La distanza tra le cariche P e Q (r PQ ) = 12 cm = 0.12 m = 12 x 10 -2 m

Ricerca: L' entità della forza elettrica

soluzione:

Legge di Coulomb: problemi e soluzioni 15

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3. Tre particelle cariche sono disposte in linea come mostrato nella figura sottostante. Carica A = -5 μC, carica B = +10 μC e carica C = -12 μC. Calcolare la forza elettrostatica netta sulla particella B dovuta alle altre due cariche.

Legge di Coulomb: problemi e soluzioni 6

Conosciuto :

Carica A (q A ) = -5 μC = -5 x 10 -6 C

Carica B (q B ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

Carica C (q C ) = -12 μC = -12 x 10 -6 C

k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2

La distanza tra le particelle A e B (r AB ) = 6 cm = 0.06 m = 6 x 10 -2 m

La distanza tra le particelle B e C (r BC ) = 4 cm = 0.04 m = 4 x 10 -2 m

Si cercano: l'intensità e la direzione della forza elettrostatica netta sulla particella B

soluzione:

La forza netta sulla particella B è la somma vettoriale della forza F BA esercitata sulla particella B dalla particella A e della forza F BC esercitata sulla particella B dalla particella C.

La forza F BA esercitata sulla particella B dalla particella A:

 

Legge di Coulomb: problemi e soluzioni 14

La direzione della forza elettrostatica punta verso la particella A (punta a sinistra).

La forza F BC esercitata sulla particella B dalla particella A:

 

Legge di Coulomb: problemi e soluzioni 13

La direzione della forza elettrostatica punta verso la particella C (punta verso destra).

La forza elettrostatica netta sulla particella B :

F B = F AB – F BC = 675 N – 125 N = 550 Newton.

La direzione della forza elettrostatica netta sulla particella B punta verso la particella C (punta verso destra).

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4. +Q 1 = 10 μC, +Q 2 = 50 μC e Q 3 sono separati come mostrato nella figura sottostante. Qual è la carica elettrostatica sulla particella 3 se la forza elettrostatica netta sulla particella 2 è zero?

Legge di Coulomb: problemi e soluzioni 9

Conosciuto :

Carica 1 (q 1 ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

Carica 2 (q 2 ) = +50 μC = +50 x 10 -6 C

La distanza tra le cariche 1 e 2 (r 12 ) = 2 cm = 0.02 m = 2 x 10 -2 m

La distanza tra la carica 2 e la carica 3 (r 23 ) = 6 cm = 0.06 m = 6 x 10 -2 m

La forza elettrostatica netta sulla particella 2 (F 2 ) = 0

Ricercato : accusa 3 (q 3 )

soluzione:

La forza netta sulla particella 2 è la somma vettoriale della forza F 21 esercitata sulla particella 2 dalla particella 1 e della forza F 23 esercitata sulla particella 2 dalla particella 3.

La forza F 21 esercitata sulla particella 2 dalla particella 1:

Legge di Coulomb: problemi e soluzioni 10

La direzione della forza elettrostatica punta verso la particella 3 (punta a destra).

La forza F23 esercitata sulla particella 2 dalla particella 3: 

La direzione della forza elettrostatica punta verso la particella 1 (punta a sinistra).

La forza elettrostatica netta sulla particella 2 = 0 :

Legge di Coulomb: problemi e soluzioni 11

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