정전기력 – 문제점과 해결책

정전기력 – 문제점과 해결책

1. 정전기력이 144 N일 때, 두 전하 사이의 거리는 얼마입니까 ? (1 μC = 10⁻⁶ ^C , k = ^9.10⁹ Nm² · ^{C⁻² )}

알려진 바에 따르면:

전기력 (F ₁₂ ) = 144 N

전하 1 (q ₁ ) = 10 μC = 10 x 10 ^-6 C

전하 2 (q ₂ ) = 4 μC = 4 x 10 ^-6 C

상수(k) = ⁹ x ^10⁹ Nm² · ^C⁻²

C = 쿨롬, N = 뉴턴, m = 미터

구하는 값: 두 전하 사이의 거리(r)

솔루션 :

쿨롱 법칙 의 방정식 :

F = 정전기력, k = 쿨롱 상수, q = 전하량, r = 두 전하 사이의 거리

두 전하 사이의 거리(r) = 5 x 10⁻² ^미터 = 5 x ^10⁻² x ^10² cm = 5 cm.

2. 두 전하가 거리 r만큼 떨어져 있습니다 . 정전기력이 3.6 N일 때, 두 전하 사이의 거리는 얼마입니까? ( 1 μC = 10⁻⁶ ^C , k = ^9.10⁹ Nm² · ^{C⁻² )}

알려진 바에 따르면:

전기력(F ₁₂ ) = 3.6 N

전하 1 (q ₁ ) = 9 μC = 9 x 10 ^-6 C

전하 2 (q ₂ ) = 4 μC = 4 x 10 ^-6 C

쿨롱 상수(k) = ⁹ x ^10⁹ Nm² · ^C⁻²

C = 쿨롬, N = 뉴턴, m = 미터

구하는 값: 두 전하 사이의 거리(r)

솔루션 :

두 전하 사이의 거리(r) = 0.3m = 0.3 x 100cm = 30cm.

3. 아래 그림과 같이 세 개의 점전하가 있습니다. 점 A에서의 정전기력의 크기는 얼마입니까? (k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 ; 1 μ = 10 ^-6 )

알려진 바에 따르면:

요금 A (q_A) = -2 μC = -2 x 10^-6 C

전하량 B (qB ₎ = 8 μC = 8 x ^10⁻⁶ C

전하량 C (q _C ) = 4,5 μC = 4,5 x 10 ^-6 C

쿨롱 상수 ⁽ k) = 9 x ^10⁹ Nm² · ^C⁻²

전하 A와 B 사이의 거리 (rAB ₎ = 4cm = 4 x ^10⁻²m

전하 A와 C 사이의 거리 (r _AC ) = 3 cm = 3 x ^10⁻² m

C = 쿨롬, N = 뉴턴, m = 미터

구하는 것: A 지점에서의 정전기력

솔루션 :

쿨롱 법칙의 방정식:

F = 정전기력 , k = 쿨롱 상수 , q = 전하량 , r = 두 전하 사이의 거리

A 지점에서의 정전기력:

4. 아래 그림과 같이 세 개의 점전하가 있습니다. 전하 B가 받는 쿨롱 힘의 크기는 얼마입니까? (k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 ; 1 μC = 10 ^-6 C )

알려진 바에 따르면:

q _A = 10 µC = 10 x ^10⁻⁶ C = ^10⁻⁵ 쿨롬

q _B = 10 µC = 10 x 10 ^-6 = 10 ^-5 쿨롬

q _C = 20 µC = 20 x ^10⁻⁶ = 2 x ^10⁻⁵ 쿨롬

r _AB = 0.1미터 = ^10⁻¹m

r _BC = 0.1미터 = ^10⁻¹m

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

구하는 값: 전하 B가 받는 쿨롱 힘

솔루션 :

전하 B에는 두 개의 쿨롱 힘이 작용합니다. 하나는 전하 A와 B 사이의 쿨롱 힘(FAB ₎ 이고, 다른 하나는 전하 B와 C 사이의 쿨롱 힘(FBC _{) 입니다. 전하 B가 받는 쿨롱 힘은 FAB} 와 FBC _의 합력입니다.

전하 A와 B 사이의 쿨롱 힘:

전하 A는 양의 부호를 갖고, 전하 B도 양의 부호를 갖도록 하여 F _AB가 전하 C를 가리키도록 합니다.

전하 B와 C 사이의 쿨롱 힘:

전하 B는 양의 부호를 갖고 전하 C도 양의 부호를 갖도록 하면 F _BC는 전하 A를 가리킵니다.

전하 B가 받는 쿨롱 힘:

F _B = F _BC – F _AB = 180 – 90 = 90 N

전하 B가 받는 쿨롱 힘(FB _{) 은 90뉴턴입니다. FB} 의 방향은 전하 A를 향하는 _FBC 의 방향과 같습니다.

5. 전하 B에 작용 하는 쿨롱 힘의 크기와 방향을 구하시오 ( ^k = 9 x 10⁹ ^Nm²C⁻² , 1 μC = 10⁻⁶ ^{C )}.

알려진 바에 따르면:

전하량 A (q _A ) = +Q

전하 B (q _B ) = -2Q

전하 C (q _C ) = -Q

전하 A와 B 사이의 거리 ( _rAB ) = r

전하 B와 C 사이의 거리 (r _BC ) = 2r

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

구하는 것: 전하 B에 작용하는 쿨롱 힘의 크기와 방향

솔루션 :

전하 A와 B 사이의 쿨롱 힘:

전하 A는 양전하이고 전하 B는 음전하이므로, 자기력 F _{AB 의 방향은} 전하 A를 향합니다.

전하 B와 전하 C 사이의 쿨롱 힘:

_{전하 B는 음전하이고 전하 C도 음전하이므로, 힘 F BC} 의 방향은 전하 A를 향합니다.

전하 B에 작용하는 알짜힘 :

F = F_AB + F_BC = 2 k Q²/r² + 0.5k Q²/r² = 2.5 k Q²/r² = 2.5 k Q² r^-2

힘의 방향은 전하 A 또는 왼쪽을 가리킵니다.