Электростатикалық күш – мәселелер және оларды шешу жолдары
1. Егер статикалық электр күші 144 Н болса, екі зарядтың арақашықтығы қандай ... (1 μC = 10 -6 C және k = 9.10 9 Nm2 .C -2 )
Белгілі:
Электр күші (F 12 ) = 144 Н
1-заряд (q1 ) = 10 мкКл = 10 x 10 -6 Кл
2-заряд (q2 ) = 4 мкКл = 4 x 10 -6 Кл
Тұрақты (k) = 9 x 10 9 Нм 2 .C -2
C = Кулон, N = Ньютон, м = метр
Қажетті: Екі заряд арасындағы қашықтық (r)
Шешімі:
Кулон заңының теңдеуі :
F = статикалық электр күші, k = Кулон тұрақтысы, q = электр заряды, r = екі заряд арасындағы қашықтық
Екі зарядтың арақашықтығы (r) = 5 x 10 -2 метр = 5 x 10 -2 x 10 2 см = 5 см.
2. r қашықтықпен бөлінген екі заряд . Егер статикалық электр күші 3.6 Н болса, екі зарядтың арақашықтығы қандай (1 μC = 10 -6 C және k = 9.10 9 Nm2.C -2 )
Белгілі:
Электр күші (F12 ) = 3.6 Н
1-заряд (q1 ) = 9 мкКл = 9 x 10 -6 Кл
2-заряд (q2 ) = 4 мкКл = 4 x 10 -6 Кл
Кулон тұрақтысы (k) = 9 x 109 Нм² .C -2
C = Кулон, N = Ньютон, м = метр
Қажетті: Екі заряд арасындағы қашықтық (r)
Шешімі:
Екі зарядтың арақашықтығы (r) = 0.3 м = 0.3 x 100 см = 30 см.
3. Төмендегі суретте көрсетілгендей үш нүктелі зарядтар. А нүктесіндегі статикалық электр күшінің шамасы қандай (k = 9.10 9 Нм2.C -2 ; 1 μ = 10 -6 )
Белгілі:
төлем A (q)A) = -2 мкКл = -2 x 10-6 C
B заряды (q B ) = 8 μC = 8 x 10 -6 C
Заряд C (q C ) = 4,5 мкКл = 4,5 x 10 -6 Кл
Кулон тұрақтысы ( k) = 9 x 109 Нм² .C -2
А және В зарядтарының арақашықтығы (r AB ) = 4 см = 4 x 10 -2 м
А және С зарядтарының арақашықтығы (r AC ) = 3 см = 3 x 10 -2 м
C = Кулон, N = Ньютон, м = метр
Қажеттілік: А нүктесіндегі статикалық электр күші
Шешімі:
Кулон заңының теңдеуі:
F = статикалық электр күші , k = Кулон тұрақтысы , q = электр заряды , r = екі заряд арасындағы қашықтық
А нүктесіндегі статикалық электр күші:
4. Төмендегі суретте көрсетілгендей үш нүктелі зарядтар. B зарядына әсер ететін Кулон күшінің шамасы қандай (k = 9.10 9 Нм2 .C -2 ; 1 μC = 10 -6 C ).
Белгілі:
q A = 10 µC = 10 x 10 -6 C = 10 -5 Кулон
q B = 10 µC = 10 x 10 -6 = 10 -5 Кулон
q C = 20 µC = 20 x 10 -6 = 2 x 10 -5 Кулон
r AB = 0.1 метр = 10 -1 м
r BC = 0.1 метр = 10 -1 м
k = 9 x 10 9 Нм 2 C −2
Ізделіп отырған: B заряды бастан кешірген Кулон күші
Шешімі:
B зарядына екі Кулон күші әсер етеді: A және B зарядтары арасындағы Кулон күші (F AB ) және B және C зарядтары арасындағы Кулон күші (F BC ). B заряды әсер ететін Кулон күші F AB және F BC -нің жалпы күшіне тең.
А және В зарядтары арасындағы Кулон күші:
А заряды оң, ал В заряды оң таңбамен белгіленген, сондықтан F AB С зарядын көрсетеді.
B және C зарядтары арасындағы Кулон күші:
B заряды оң, ал C заряды оң таңбамен белгіленеді, сондықтан F BC А зарядын көрсетеді.
B зарядына әсер ететін Кулон күші:
F B = F BC – F AB = 180 – 90 = 90 N
B ( FB ) зарядына әсер ететін Кулон күші 90 Ньютонға тең. FB бағыты FBC нүктелерінің А зарядына әсер ететін бағытымен бірдей.
5. B зарядына әсер ететін Кулон күшінің шамасын және бағытын анықтаңыз ( k = 9 x 109 Нм2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C ).
Белгілі:
A (q A ) = +Q заряды
B заряды (q B ) = -2Q
C заряды (q C ) = -Q
A және B зарядтарының арасындағы қашықтық (r AB ) = r
B және C зарядтарының арасындағы қашықтық (r BC ) = 2r
k = 9 x 10 9 Нм 2 C −2
Қажеттілік: B зарядына әсер ететін Кулон күшінің шамасы мен бағыты
Шешімі:
А және В зарядтары арасындағы Кулон күші:
А заряды оң, ал В заряды теріс, сондықтан F AB бағыты А зарядына бағытталған.
В заряды мен С заряды арасындағы Кулон күші:
B заряды теріс, ал C заряды теріс, сондықтан F BC бағыты A зарядына нұсқайды.
B зарядына әсер ететін таза күш:
F = FAB + F.BC = 2 к К2/r2 + 0.5 кК2/r2 = 2.5 к К2/r2 = 2.5 к К2 r-2
Күштің А зарядына немесе солға бағытталған бағыты.
