ელექტროსტატიკური ძალა - პრობლემები და გადაწყვეტილებები
1. თუ სტატიკური ელექტრული ძალა 144 ნ-ია, რა არის მანძილი ორ მუხტს შორის … (1 μC = 10 -6 C და k = 9.10 9 ნმ 2 .C -2 )
ცნობილი:
ელექტრული ძალა (F12 ) = 144 N
მუხტი 1 (q1 ) = 10 μC = 10 x 10 -6 C
მუხტი 2 (q2 ) = 4 μC = 4 x 10 -6 C
მუდმივი (k) = 9 x 10 9 ნმ 2 .C -2
C = კულონი, N = ნიუტონი, m = მეტრი
სასურველი: მანძილი ორ მუხტს შორის (r)
გამოსავალი:
კულონის კანონის განტოლება :
F = სტატიკური ელექტრული ძალა, k = კულონის მუდმივა, q = ელექტრული მუხტი, r = ორივე მუხტს შორის მანძილი
ორივე მუხტს შორის მანძილი (r) = 5 x 10 -2 მეტრი = 5 x 10 -2 x 10 2 სმ = 5 სმ.
2. ორი მუხტი, რომლებიც ერთმანეთისგან r მანძილით არიან დაშორებულნი . თუ სტატიკური ელექტრული ძალა 3.6 ნ-ია, რა არის მანძილი ორივე მუხტს შორის (1 μC = 10-6 C და k = 9.10 9 ნმ 2. C -2 )?
ცნობილი:
ელექტრული ძალა (F12 ) = 3.6 N
მუხტი 1 (q1 ) = 9 μC = 9 x 10 -6 C
მუხტი 2 (q2 ) = 4 μC = 4 x 10 -6 C
კულონის მუდმივა (k) = 9 x 10 9 ნმ 2 .C -2
C = კულონი, N = ნიუტონი, m = მეტრი
სასურველი: მანძილი ორ მუხტს შორის (r)
გამოსავალი:
ორივე მუხტს შორის მანძილი (r) = 0.3 მ = 0.3 x 100 სმ = 30 სმ.
3. სამწერტილოვანი მუხტები, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაზე. რა არის სტატიკური ელექტრული ძალის სიდიდე A წერტილში (k = 9.10 9 ნმ 2 .C -2 ; 1 μ = 10 -6 )?
ცნობილი:
Charge A (qA) = -2 μC = -2 x 10-6 C
მუხტი B (q B ) = 8 μC = 8 x 10 -6 C
მუხტი C (q C ) = 4,5 μC = 4,5 x 10 -6 C
კულონის მუდმივა (k) = 9 x 109 ნმ² . C -2
A და B მუხტებს შორის მანძილი (r AB ) = 4 სმ = 4 x 10 -2 მ
A და C მუხტებს შორის მანძილი (r AC ) = 3 სმ = 3 x 10 -2 მ
C = კულონი, N = ნიუტონი, m = მეტრი
სასურველი: სტატიკური ელექტრული ძალა A წერტილში
გამოსავალი:
კულონის კანონის განტოლება:
F = სტატიკური ელექტრული ძალა , k = კულონის მუდმივა , q = ელექტრული მუხტი , r = ორ მუხტს შორის მანძილი
სტატიკური ელექტრული ძალა A წერტილში:
4. სამწერტილიანი მუხტები, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაზე. რა არის კულონის ძალის სიდიდე, რომელსაც განიცდის მუხტი B (k = 9.10 9 ნმ 2 .C -2 ; 1 μC = 10 -6 C ).
ცნობილი:
q A = 10 µC = 10 x 10 -6 C = 10 -5 კულონი
q B = 10 µC = 10 x 10 -6 = 10 -5 კულონი
q C = 20 µC = 20 x 10 -6 = 2 x 10 -5 კულონი
r AB = 0.1 მეტრი = 10 -1 მ
r BC = 0.1 მეტრი = 10 -1 მ
k = 9 x 10 9 ნმ 2 C −2
სასურველი: კულონის ძალა, რომელსაც B მუხტი განიცდის
გამოსავალი:
B მუხტზე მოქმედებს ორი კულონის ძალა, კულონის ძალა A და B მუხტებს შორის (F AB ) და კულონის ძალა B და C მუხტებს შორის (F BC ). B მუხტის მიერ განცდილი კულონის ძალა არის F AB და F BC ძალა.
კულონის ძალა A და B მუხტებს შორის:
A მუხტი დადებითად არის მონიშნული და B მუხტი დადებითად არის მონიშნული, ამიტომ F AB მიუთითებს C მუხტზე.
კულონის ძალა B და C მუხტებს შორის:
B მუხტი დადებითად არის და C მუხტი დადებითად არის აღებული, ამიტომ F BC მიუთითებს A მუხტზე.
B მუხტის მიერ განცდილი კულონის ძალა:
F B = F BC – F AB = 180 – 90 = 90 N
B მუხტის (F B ) მიერ განცდილი კულონის ძალა 90 ნიუტონია. F B მუხტის მიმართულება იგივეა, რაც F BC მუხტის მიმართულება A მუხტისკენ.
5. განსაზღვრეთ კულონის ძალის სიდიდე და მიმართულება B მუხტზე ( k = 9 x 10 9 ნმ 2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C).
ცნობილი:
მუხტი A (q A ) = +Q
მუხტი B (q B ) = -2Q
მუხტი C (q C ) = -Q
A და B მუხტებს შორის მანძილი (r AB ) = r
B და C მუხტებს შორის მანძილი (r BC ) = 2r
k = 9 x 10 9 ნმ 2 C −2
სასურველი: კულონის ძალის სიდიდე და მიმართულება B მუხტზე
გამოსავალი:
კულონის ძალა A და B მუხტებს შორის:
მუხტი A დადებითია, ხოლო მუხტი B უარყოფითი, ამიტომ F AB- ის მიმართულება მუხტ A-სკენ მიუთითებს.
კულონის ძალა B და C მუხტებს შორის:
მუხტი B უარყოფითია და მუხტი C უარყოფითია, ამიტომ F BC- ის მიმართულება მუხტ A-სკენ მიუთითებს.
B მუხტზე ძალის მოქმედება:
ფ = ფAB + FBC = 2 კ Q2/r2 + 0.5 ათასი Q2/r2 = 2.5 კ Q2/r2 = 2.5 კ Q2 r-2
ძალის მიმართულება A მუხტისკენ ან მარცხნივ არის მიმართული.
