Elektrostatesch Kraaft - Problemer a Léisungen
1. Wann den statesch elektresch Kraaft ass 144 N, wat ass d'Distanz tëscht deenen zwou Käschten… (1 μC = 10-6 C an k = 9.109 Nm2.C-2)
Bekannt:
Elektresch Kraaft (F12) = 144 N
Ladung 1 (q1) = 10 μC = 10 x 10-6 C
Ladung 2 (q2) = 4 μC = 4 x 10-6 C
Konstant (k) = 9 x 109 Nm2.C-2
C = Coulomb, N = Newton, m = Meter
Gesicht: Distanz tëscht deenen zwou Ladungen (r)
Léisung:
D'Equatioun vun Coulombs 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 102 cm = 5 cm.
2. Zwee Ladungen, déi duerch eng Distanz vun r getrennt sinnWann 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 dir9 Nm2.C-2)
Bekannt:
Elektresch Kraaft (F12) = 3.6 N
Ladung 1 (q1) = 9 μC = 9 x 10-6 C
Ladung 2 (q2) = 4 μC = 4 x 10-6 C
Coulomb-Konstant (k) = 9 x 109 Nm2.C-2
C = Coulomb, N = Newton, m = Meter
Gesicht: Distanz tëscht deenen zwou 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 am Punkt A? (k = 9.109 Nm2.C-2;; 1 μ = 10-6)
Bekannt:
zoustänneg A (qA) = -2 μC = -2 x 10-6 C
zoustänneg B (qB) = 8 μC = 8 x 10-6 C
zoustänneg C (qC) = 4,5 μC = 4,5 x 10-6 C
Coulombd'Konstant (k) = 9 x 109 Nm2.C-2
Distanz tëscht de Ladungen A a B (rAB) = 4 cm = 4 x 10-2 m
Distanz tëscht de Ladungen A an C (rAC) = 3 cm = 3 x 10-2 m
C = Coulomb, N = Newton, m = Meter
Gesicht: Déi statesch elektresch Kraaft am Punkt A
Léisung:
D'Equatioun vum Coulomb-Gesetz:
F = dir déi statesch elektresch Kraaft, k = Coulombd'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 = 9.109 Nm2.C-2;; 1 μC = 10-6 C).
Bekannt:
qA = 10 µC = 10 x 10-6 C = 10-5 Coulomb
qB = 10 µC = 10 x 10-6 = 10-5 Coulomb
qC = 20 µC = 20 x 10-6 = 2 x 10-5 Coulomb
rAB = 0.1 Meter = 10-1 m
rBC = 0.1 Meter = 10-1 m
k = 9 x 109 Nm2C-2
Gesicht: Coulomb-Kraaft, déi vun der Ladung B erlieft gëtt
Léisung:
Et ginn zwou Coulomb-Kräften, déi op d'Ladung B wierken, d'Coulomb-Kräft tëscht de Ladungen A a B (FAB) an d'Coulomb-Kraaft tëscht de Ladungen B an C (FBC). D'Coulombkraaft, déi vun der Ladung B erlieft gëtt, ass d'Nettokraaft vun FAB an FBC.
Coulomb-Kraaft tëscht de Ladungen A a B:
Ladung A positiv ënnerschriwwen an Ladung B positiv ënnerschriwwen, sou datt FAB Punkten fir C ze laden.
Coulomb-Kraaft tëscht de Ladungen B an C:
Ladung B positiv ënnerschriwwen an Ladung C positiv ënnerschriwwen, sou datt FBC Punkten fir A ze laden.
Coulomb-Kraaft, déi vun der Ladung B erlieft gëtt:
FB = F anBC - FAB = 180 – 90 = 90 N
Coulomb-Kraaft, déi vun der Ladung B (F) erlieft gëttB) ass 90 Newton. D'Richtung vun FB d'selwecht wéi d'Richtung vun FBC Punkten fir A ze laden.
5Bestëmmt d'Gréisst an d'Richtung vun der Coulomb-Kraaft op der Ladung B (k = 9 x 109 Nm2C-2, 1 μC = 10-6 C).
Bekannt:
zoustänneg A (qA) = +Q
zoustänneg B (qB) = -2Q
zoustänneg C (qC) = -Q
Distanz tëscht de Ladungen A a B (rAB) = r
Distanz tëscht de Ladungen B an C (rBC) = 2r
k = 9 x 109 Nm2C-2
Gesicht: 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, dofir ass dat d'Richtung vun FAB Punkten fir A ze laden.
Coulomb-Kraaft tëscht Ladung B a Ladung C:
Ladung B ass negativ an Ladung C ass negativ, dofir ass dat d'Richtung vun FBC Punkten fir A ze laden.
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.
