Hêza elektrîkê - pirsgirêk û çareseriyên pirsgirêkê

Hêza elektrîkê - pirsgirêk û çareseriyên pirsgirêkê

1. Sê bark wekî ku di wêneyê jêrîn de têne nîşandan . Hêza elektrîkê ya ku ji hêla barkê B ve tê hîskirin çi ye. k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C.

Tê zanîn:

q_A = 10 µC = 10 x 10^-6 C = 10^-5 Coulomb

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

q _C = 20 µC = 20 x 10 ^-6 = 2 x 10 ^-5 Coulombs

r _AB = 0.1 m = 10 ^-1 m

r _BC = 0.1 m = 10 ^-1 m

^k = 9 x ¹⁰⁹ Nm²C − ²

Tê xwestin: Hêza elektrîkê ya ku ji hêla barkêşa B ve tê tecrûbekirin

Areserî:

Du hêzên elektrîkê li ser barkêşa B tevdigerin, ew jî hêza elektrîkê ya di navbera barkêşa A û barkêşa B de (F- _AB ) û her weha hêza elektrîkê ya di navbera barkêşên B û C de (F _-BC ). Hêza elektrîkê ya ku ji hêla barkêşa B ve tê tecrubekirin, encama hêza F- _AB û hêza F- _BC ye.

Hêza elektrîkê ya di navbera bargiraniyên A û B de:

Barê A pozîtîf e û barê B jî pozîtîf e, ji ber vê yekê aliyê barê F _AB ber bi barê C ve nîşan dide.

Hêza elektrîkê ya di navbera bargiraniyên B û C de:

Barê B pozîtîf e û barê C jî pozîtîf e, ji ber vê yekê F _BC ber bi barê A ve nîşan dide.

Hêza elektrîkê ya ku ji hêla barkêşa B ve tê hîskirin:

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

Mezinahiya hêza elektrîkê ya ku ji hêla barkêşa B (F2B ₎ ve tê hîskirin 90 Newton e . Rêya F2B bi _{rêça F2BC} re wekhev e , ku xalên ber bi barkêşa A ve ne_.

2. Mezinahî û rêça hêza elektrîkê li barkêşa B çi ye? ( k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

Tê zanîn:

Barê A (q _A ) = +Q

Barê B (q _B ) = -2Q

Barê C (qC ₎ = -Q

Dûriya di navbera barkêşên A û B de (r _AB ) = r

Dûriya di navbera bargiraniyên B û C de (rBC ₎ = 2r

^k = 9 x ¹⁰⁹ Nm²C − ²

Tê xwestin: Mezinahî û rêça hêza elektrîkê li barkêşa B.

Areserî:

Hêza elektrîkê ya di navbera bargiraniyên A û B de:

Barê A pozîtîf e û barê B jî pozîtîf e, ji ber vê yekê aliyê F _AB ber bi barê A ve nîşan dide.

Hêza elektrîkê ya di navbera barkêşa B û barkêşa C de:

Barê B neyînî ye û barê C jî neyînî ye, ji ber vê yekê aliyê F _BC ber bi barê A ve ye.

Hêza torgilok li ser barkêşa B tevdigere:

F = F AB ₊ F ^BC ₌ ² kQ2 /r2 ⁺ 0.5 kQ2 /r2 ⁼ 2.5 kQ2 ^{/ r2 =} 2.5 kQ2 ^r -2

Aliyê hêza elektrîkê ber bi barkêşa A ve (ber bi çepê) nîşan dide.

3. Du barên elektrîkê, di wêneyê jêrîn de têne nîşandan. Barê li xala A 8 µC ye û hêza elektrîkê ya ku li ser her du baran kar dike 45 N e. Ger barê A 1 cm ber bi rastê ve biçe, hêza kişandinê ya ku li ser her du baran kar dike çi ye? k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2.

Tê zanîn:

Barê elektrîkê li xala A (q_A) = 8 µC = 8 x 10^-6 Coulomb

Hêza elektrîkê li ser her du bargiran bandor dike (F) = 45 Newton

Dûrahiya di navbera her du bargiraniyan de (r _AB ) = 4 cm = 0.04 metre = 4 x 10 ^-2 metre

Sabît (k) = ⁹ x ¹⁰⁹ Nm².C ^-2

Tê xwestin: Hêza elektrîkê ya di navbera her du bargiraniyan de eger bargira A 1 cm ber bi rastê ve biçe.

Areserî:

Barkê elektrîkê li xala B :

Hevkêşeya hêza elektrîkê:

F = k (q _A )(q _B ) / ^r2

F r2 ⁼ k (q _A )(q _B )

q _B = F r2 ^/ k (q _A )

Barkê elektrîkê li xala B :

q _B = (45)(4 x ^10-2 ) ² / (9 x ¹⁰⁹ )(8 x ^10-6 )

q _B = (45)(16 x 10 ^-4 ) / 72 x 10 ³

q _B = (720 x 10-4 ⁾ / (72 x ¹⁰³ )

q _B = 10 x 10 ^-7 Coulomb

Hêza elektrîkê ya di navbera barkêşên elektrîkê A û B de:

Eger barkêşa li A 1 cm ber bi rastê ve biçe, wê demê mesafeya di navbera her du barkêşan de 3 cm = 0.03 metre = 3 x 10 ^-2 metre ye.

F = k (q _A )(q _B ) / ^r2

F = (9 x 109 ⁾ (8 x ^10-6 )(10 x ^10-7 ) / (3 x ^10-2 ) ²

F = (9 x 103 ⁾ (80 x ^10-13 ) / (9 x ^10-4 )

F = (1 x 103 ⁾ (80 x ^10-13 ) / (1 x ^10-4 )

F = (80 x 10 ^-4 ) / (1 x 10 ^-4 )

F = 80 Newton

4. Du barên elektrîkê li xalên P û Q bi dûrahiya 10 cm ji hev dûr in, hêza kişandinê ya 8 Newton biceribînin. Ger bar Q 5 cm ber bi bara P ve biçe, wê hingê hêza elektrîkê çi ye. (1 µC = 10-6 ^C û k = 9 x 109 ^Nm 2 ^.C -2 ⁾.

Tê zanîn:

Dûrahiya di navbera bargiraniyên P û Q de (r_PQ) = 10 cm = 0.1 m = 1 x 10^-1 m

Hêza elektrîkê ya di navbera bargiraniyên P û Q (F) de = 8 N

Barê elektrîkê Q (qQ ₎ = 40 µC = 40 x ^10-6 C

Sabît (k) = ⁹ x ¹⁰⁹ Nm².C ^-2

Tê xwestin: Hêza elektrîkê ya di navbera barên P û Q de eger barê Q 5 cm ber bi barkê P ve were rakirin.

Areserî:

Pêşî, barkê elektrîkê P hesab bike, û dû re hêza elektrîkê ya di navbera her du barkan de hesab bike, heke barkê elektrîkê Q 5 cm were veguheztin da ku barkê P bigire.

Barkê elektrîkê P :

q _P = F r² ^/ k ( _qQ )

q _P = (8)(1 x 10 ^-1 ) ² / (9 x 10 ⁹ )(40 x 10 ^-6 )

q _P = (8)(1 x 10 ^-2 ) / 360 x 10 ³

q _P = (8 x 10-2 ⁾ / (36 x ¹⁰⁴ )

q _P = (1 x 10-2 ⁾ / (4.5 x ¹⁰⁴ )

q _P = (1 / 4.5) x 10 ^-6 Kulomb

Hêza elektrîkê ya di navbera barkên elektrîkê P û Q de:

Eger barkêşa li xala Q 5 cm ber bi çepê ve were veguhastin, wê demê mesafeya di navbera her du barkêşan de 5 cm = 0.05 metre = 5 x 10 ^-2 metre ye.

F = k (q _P )(q _Q ) / ^r2

F = (9 x 109 ⁾ ((1 / 4.5) x ^10-6 )(40 x ^10-6 ) / (5 x ^10-2 ) ²

F = (2 x 103 ⁾ (40 x ^10-6 ) / (25 x ^10-4 )

F = (80 x 10 ^-3 ) / (25 x 10 ^-4 )

F = 3.2 x 10 ¹

F = 32 Newton

5. Hêza elektrîkê ya ku ji hêla barkêşa q _B ve tê hîskirin 8 N e (1 µC = 10-6 ^C û k = 9.109 ^{Nm².C-2 )} . Ger ^barkêşa q _{B 4 cm ji A dûr bikeve, wê hingê hêza elektrîkê ya ku ji hêla q B} ve tê hîskirin çi ye?

Tê zanîn:

Dûrahiya di navbera bargiraniyên A û B de (r_AB) = 2 cm = 0.02 m = 2 x 10^-2 m

Hêza elektrîkê ya di navbera bargiraniyên A û B de (F) = 8 N

Barê elektrîkê A (q _A ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 C

Sabît (k) = ⁹ x ¹⁰⁹ Nm².C ^-2

Tê xwestin: Hêza elektrîkê ya di navbera barên A û B de eger dûrahiya di navbera her du baran de 4 cm be.

Areserî:

Pêşî, barkê elektrîkê B hesab bike, û dû re hêza elektrîkê ya di navbera her du barkan de hesab bike, eger dûrahiya her du barkan 4 cm = 0.04 metre = 4 x 10 ^-2 metre be.

Barkê elektrîkê li xala B :

q _B = F r2 ^/ k (q _A )

q _B = (8)(2 x ^10-2 ) ² / (9 x ¹⁰⁹ )(2 x ^10-6 )

q _B = (8)(4 x 10 ^-4 ) / (18 x ¹⁰³ )

q _B = (32 x 10-4 ⁾ / (18 x ¹⁰³ )

q _B = (32/18) x 10 ^-7

qB = (16/9) x 10 ^-7 Kulomb

Hêza elektrîkê ya di navbera bargiraniyên A û B de:

F = k (q _A )(q _B ) / ^r2

F = (9 x 109 ⁾ (2 x ^10-6 )((16/9) x ^10-7 ) / (4 x ^10-2 ) ²

F = (18 x 103 ⁾ ((16/9) x ^10-7 ) / (16 x ^10-4 )

F = (2 x 103 ⁾ (16 x ^10-7 ) / (16 x ^10-4 )

F = (2 x 103 ⁾ (1 x ^10-7 ) / (1 x ^10-4 )

F = (2 x 10 ^-4 ) / (1 x 10 ^-4 )

F = 2 Newton

6. Sê bark A, B û C wekî ku di wêneyê jêrîn de têne nîşandan. AB = BC = 20 cm û bark wek hev in (q = 2µC). k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 , 1 µ = 10 ^-6 . Mezinahiya hêza elektrîkê ya ku li ser xala B bandor dike çi ye?

Tê zanîn:

Barkirin li xala A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb

Barkirina li xala B (q _B ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 Coulomb

Barkirina li xala C (qC ₎ = 2 µC = 2 x ^10-6 Coulomb

Dûrahiya ji B heta C (r _BC ) = 20 cm = 0.2 metre = 2 x 10 ^-1 metre

Dûrahiya ji B heta A (r _BA ) = 20 cm = 0.2 metre = 2 x 10 ^-1 metre

k ⁼ 9.10 ⁹ Nm².C ^-2

Xwestî: Mezinahiya hêza elektrîkê li ser xala B bandor dike.

Areserî:

Hêza elektrîkê ya di navbera bargiraniyan de li xalên B û C:

F _BC = k (q ^B ₎ (q _C ) / r _BC2

F _BC = (9 x 109 ⁾ (10 x 2 ^-6 )(2 x 10 ^-6 ) / (2 x 10 ^-1 ) ²

F _BC = (9 x 109 ⁾ (4 x 10 ^-12 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BC = (36 x 10 ^-3 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BC = 9 x 10 ^-1

F _BC = 0.9 Newton

Barkên elektrîkê li xalên B û C pozîtîf in, ji ber vê yekê alîya hêza elektrîkê F _BC ber bi çepê ve ji xala C dûr dikeve.

Hêza elektrîkê ya di navbera barkêşan de li xalên B û A:

FBA = k( ^qB ₎ ( _{qA )} / _rBA2

F _BA = (9 x 109 ⁾ (10 x 2 ^-6 )(2 x 10 ^-6 ) / (2 x 10 ^-1 ) ²

F _BA = (9 x 109 ⁾ (4 x 10 ^-12 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BA = (36 x 10 ^-3 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BA = 9 x 10 ^-1

F _BA = 0.9 Newton

Barkên elektrîkê li xalên B û A pozîtîf in, ji ber vê yekê alîya hêza elektrîkê F _BA ber bi jêr ve, dûrî xala A ye.

Encama hêzên elektrîkê:

7. Sê bargir Q ₁ , Q ₂ , û Q ₃ wekî ku di wêneyê jêrîn de tê nîşandan. Dirêjahiya AB = dirêjahiya BC = 30 cm. Tê zanîn: k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 û 1 µ = 10 ^-6 hingê encamnameya hêza elektrîkê li bargir Q ₁.

Tê zanîn:

Barkirin li xala A (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Coulomb 

Barkirina li xala B (q _B ) = -10 µC = -10 x 10 ^-6 Coulombs

Barkirina li xala C (qC ₎ = 4 µC = 4 x ^10-6 Coulomb

Dûrahiya ji B heta C (r _BC ) = 30 cm = 0.3 metre = 3 x 10 ^-1 metre

Dûrahiya ji B heta C (r _BA ) = 30 cm = 0.3 metre = 3 x 10 ^-1 metre s

k ⁼ 9.10 ⁹ Nm².C ^-2

Xwestî: Encama hêza elektrîkê li xala B

Areserî:

Hêza elektrîkê ya di navbera bargiraniyan de li xalên B û C:

F _BC = k (q ^B ₎ (q _C ) / r _BC2

F _BC = (9 x 109 ⁾ (10 x 10 ^-6 )(4 x 10 ^-6 ) / (3 x 10 ^-1 ) ²

F _BC = (9 x 109 ⁾ (40 x 10 ^-12 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BC = (360 x 10 ^-3 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BC = 40 x 10 ^-1

F _BC = 4 Newton

Barkê elektrîkê li xala B neyînî ye û barkê elektrîkê li xala C erênî ye, ji ber vê yekê ber bi rastê ve, ber bi xala C ve, barkê elektrîkê F _{BC ye.}

Hêza elektrîkê ya di navbera barkêşan de li xalên B û A:

FBA = k( ^qB ₎ ( _{qA )} / _rBA2

F _BA = (9 x 109 ⁾ (10 x 10 ^-6 )(3 x 10 ^-6 ) / (3 x 10 ^-1 ) ²

F _BA = (9 x 109 ⁾ (30 x 10 ^-12 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BA = (270 x 10 ^-3 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BA = 30 x 10 ^-1

F _BA = 3 Newton

Barkê elektrîkê li xala B neyînî ye û barkê elektrîkê li xala A pozîtîf e, ji ber vê yekê alîya hêza elektrîkê F _BA ber bi jor ve, ber bi xala A ve ye.

Encama hêza elektrîkê:

1. Hêza elektrîkê çi ye? bersivHêza elektrîkê hêzeke bingehîn e ku di navbera tiştan de ji ber barên wan ên elektrîkê çêdibe. Ew dikare kişandinê (di navbera barên dijber de) an jî dûrxistinê (di navbera barên wekhev de) be.
2. Mezinahiya hêza elektrîkê ya di navbera du bargên xalî de çawa tê destnîşankirin? bersivMezinahiya hêza elektrîkê ya di navbera du barên xalî de bi qanûna Coulomb tê dayîn. Ew rasterast bi berhema mezinahiyên baran re rêjeyî ye û berevajî bi çargoşeya dûrahiya di navbera wan de rêjeyî ye. F=kx q₁x q₂​/ r², ku $k$ sabita Coulomb e.
3. Eger mesafeya di navbera du bargên elektrîkê de du qat zêde bibe, dê çi bi hêza elektrîkê were? bersivEger mesafeya di navbera du bargiraniyan de du qat bibe, hêza elektrîkê dibe çaryeka nirxa xwe ya eslî, ji ber ku hêz bi awayekî berevajî çargoşeya mesafeyê diguhere.
4. Hêza elektrîkê çawa bi hêza gravîtasyonê re tê berhev kirin? bersivHêzên elektrîkê dikarin hem kişandin û hem jî paşvekişandin bin, lê hêzên gravîtasyonê tenê kişandin in. Wekî din, ji bo tiştên hevpar û dûrahiyan, hêzên elektrîkê bi gelemperî ji hêzên gravîtasyonê pir bihêztir in, ji ber ku hêzên gravîtasyonê li gorî hêza elektrîkê bi gelek rêzên mezinahî qelstir in.
5. Prensîba superpozîsyonê di têkiliya bi hêzên elektrîkê de çi ye? bersivPrensîba superpozîsyonê dibêje ku hêza elektrîkî ya giştî ya li ser barkêşekê ji ber komek barkêşên din, berhevoka vektorî ya hêzên ku ji hêla her barkêşek cuda ve têne sepandin e.
6. Çima em hêzên elektrîkê yên di tiştên rojane de hîs nakin, tevî ku ew ji perçeyên barkirî pêk tên? bersivTiştên rojane bi gelemperî ji hêla elektrîkê ve bêalî ne, yanî hejmara barên erênî û neyînî yên wan wekhev e. Hêzên di navbera van baran de hevseng dibin, ji ber vê yekê hêza elektrîkê ya giştî sifir e.
7. Erdîkirin çawa bandorê li hêza elektrîkê ya li ser tiştekî barkirî dike? bersivErdêkirina tiştekî barkirî dihêle ku bar di navbera tiştekî û Erdê de biherike heta ku ew tişt bêbandor bibe, û bi vî awayî hêza elektrîkê ya giştî ya li ser tiştekî ji ber barkirina wê ya destpêkê bi bandor ji holê radike.
8. Ma hêza elektrîkê dikare di valahiyê de tevbigerin? bersivBelê, hêza elektrîkê dikare di valahiyê de jî bandor bike. Ji bo belavbûna wê pêdivî bi navgînek nîne. Ev yek ji awayê hebûna qadên elektrîkê û bandorkirina wan li ser perçeyên barkirî di fezayê de diyar e.
9. Sabîta elektrîkê (an jî permitîvîteya cîhê vala) di destnîşankirina hêza hêza elektrîkê de çi rolê dilîze? bersivSabita elektrîkê, ku wekî permitivîteya cîhê vala jî tê zanîn, bandorê li ser hêza elektrîkê ya di navbera bargiran de dike. Permitivîteyek bilindtir dê hêzên elektrîkê yên qelstir nîşan bide, û berevajî vê. Sabita Coulomb, $k$, bi vê nirxê ve girêdayî ye wekî k=1/4πε₀​​.

10. Eger du bargir li gorî hev diçin, gelo hêza di navbera wan de diguhere? Bersiv : Eger du bargir li gorî hev diçin, ew dikarin ji bilî qadên elektrîkê, qadên manyetîk jî çêbikin. Ev tê vê wateyê ku têkiliya di navbera bargiran de ne tenê ji ber hêzên elektrîkê, lê di heman demê de ji ber hêzên manyetîk jî çêdibe. Têkiliya hevbeş bi hêza manyetîk tê vegotin. Ji ber vê yekê, her çend hêza elektrîkê ya ji ber bargiran tenê ji ber ku ew diçin naguhere jî, hêza giştî dikare ji ber bandorên manyetîk biguhere.