Elektrostatesch Kraaft - Problemer a Léisungen
1. Wann déi statesch elektresch Kraaft 144 N ass, wat ass dann den Ofstand tëscht deenen zwou Ladungen … ( 1 μC = 10⁻⁶ C an k = 9.10⁻⁶ Nm².C⁻² )
Bekannt:
Elektresch Kraaft (F12 ) = 144 N
Ladung 1 (q² ) = 10 μC = 10 x 10⁻⁶ C
Ladung 2 (q² ) = 4 μC = 4 x 10⁻⁶ C
Konstant (k) = 9 x 10 ^ 9 Nm².C - 2
C = Coulomb, N = Newton, m = Meter
Gewënscht: Distanz tëscht béide Ladungen (r)
Léisung:
D'Equatioun vum Coulomb-Gesetz :
F = déi statesch elektresch Kraaft, k = Coulomb-Konstant, q = elektresch Ladung, r = Distanz tëscht deenen zwou Ladungen
Distanz tëscht deenen zwou Ladungen (r) = 5 x 10⁻² Meter = 5 x 10⁻² x 10⁻² cm = 5 cm.
2. Zwou Ladungen, déi duerch en Ofstand vun r getrennt sinn . Wann déi statesch elektresch Kraaft 3.6 N ass, wat ass dann den Ofstand tëscht deenen zwou Ladungen (1 μC = 10⁻⁶ C an k = 9.10⁻¹ Nm² · C⁻² )?
Bekannt:
Elektresch Kraaft (F12 ) = 3.6 N
Ladung 1 (q² ) = 9 μC = 9 x 10⁻⁶ C
Ladung 2 (q² ) = 4 μC = 4 x 10⁻⁶ C
Coulomb-Konstant (k) = 9 x 10 ^ 9 Nm².C - 2
C = Coulomb, N = Newton, m = Meter
Gewënscht: Distanz tëscht béide Ladungen (r)
Léisung:
Distanz tëscht deenen zwou Ladungen (r) = 0.3 m = 0.3 x 100 cm = 30 cm.
3. Dräi Punktladungen, wéi an der Figur hei ënnendrënner gewisen. Wat ass d'Gréisst vun der statescher elektrescher Kraaft um Punkt A ( k = 9.10⁻¹ Nm² .C⁻² ; 1 μ = 10⁻¹ )?
Bekannt:
zoustänneg A (qA) = -2 μC = -2 x 10-6 C
Ladung B (qB ) = 8 μC = 8 x 10⁻⁶ C
Ladung C (qC ) = 4,5 μC = 4,5 x 10⁻⁶ C
Coulomb -Konstant (k) = 9 x 10 ^ 9 Nm².C - 2
Distanz tëscht de Ladungen A a B (r AB ) = 4 cm = 4 x 10⁻² m
Distanz tëscht de Ladungen A an C (r AC ) = 3 cm = 3 x 10⁻² m
C = Coulomb, N = Newton, m = Meter
Gewënscht: Déi statesch elektresch Kraaft am Punkt A
Léisung:
D'Equatioun vum Coulomb-Gesetz:
F = déi statesch elektresch Kraaft , k = Coulomb -Konstant , q = elektresch Ladung , r = Distanz tëscht deenen zwou Ladungen
Déi statesch elektresch Kraaft am Punkt A:
4. Dräipunktladungen, wéi an der Figur hei ënnendrënner gewisen. Wat ass d'Gréisst vun der Coulomb-Kraaft, déi d'Ladung B erlieft ( k = 9.10⁻¹ Nm² · C⁻² ; 1 μC = 10⁻¹ C ).
Bekannt:
q A = 10 µC = 10 x 10⁻⁶ C = 10⁻⁶ Coulomb
q B = 10 µC = 10 x 10-6 = 10-5 Coulomb
q C = 20 µC = 20 x 10⁻⁶ = 2 x 10⁻⁶ Coulomb
r AB = 0.1 Meter = 10-1 m
r BC = 0.1 Meter = 10-1 m
k = 9 x 10⁻⁶ Nm² C⁻²
Gewënscht: Coulomb-Kraaft, déi vun der Ladung B erlieft gëtt
Léisung:
Et ginn zwou Coulomb-Kräften, déi op d'Ladung B wierken, d'Coulomb-Kraaft tëscht de Ladungen A a B (F AB ) an d'Coulomb-Kraaft tëscht de Ladungen B an C (F BC ). D'Coulomb-Kraaft, déi vun der Ladung B ausgeübt gëtt, ass d'Nettokraaft vun F AB an F BC.
Coulomb-Kraaft tëscht de Ladungen A a B:
D'Ladung A ass positiv an d'Ladung B ass positiv, sou datt F AB op d'Ladung C weist.
Coulomb-Kraaft tëscht de Ladungen B an C:
D'Ladung B ass positiv an d'Ladung C ass positiv ënnerschriwwen, sou datt den FBC op d'Ladung A weist.
Coulomb-Kraaft, déi vun der Ladung B erlieft gëtt:
FB = FBC – FAB = 180 – 90 = 90 N
D'Coulombkraaft, déi vun der Ladung B (F B ) ausgesat ass, ass 90 Newton. D'Richtung vun F B ass déiselwecht wéi d'Richtung vun F BC op d'Ladung A.
5. Bestëmmt d'Gréisst an d'Richtung vun der Coulomb-Kraaft op d'Ladung B ( k = 9 x 10⁶ Nm² C⁻² , 1 μC = 10⁶ C ).
Bekannt:
Ladung A (qA ) = +Q
Ladung B (qB ) = -2Q
Ladung C (q C ) = -Q
Distanz tëscht de Ladungen A a B (r AB ) = r
Distanz tëscht de Ladungen B an C (r BC ) = 2r
k = 9 x 10⁻⁶ Nm² C⁻²
Gewënscht: Gréisst a Richtung vun der Coulomb-Kraaft op der Ladung B
Léisung:
Coulomb-Kraaft tëscht de Ladungen A a B:
Ladung A ass positiv an Ladung B ass negativ , sou datt d'Richtung vun FAB op Ladung A weist.
Coulomb-Kraaft tëscht Ladung B a Ladung C:
D'Ladung B ass negativ an d'Ladung C ass negativ, sou datt d'Richtung vun FBC op d'Ladung A weist.
Nettokraaftwierkung op Ladung B:
F = FAB + F.BC = 2 k Q2/r2 + 0.5 k Q2/r2 = 2.5 k Q2/r2 = 2.5 k Q2 r-2
D'Richtung vun der Kraaft weist op d'Ladung A oder no lénks.
