Електростатска сила – проблеми и решенија
1. Ако статичката електрична сила е 144 N, кое е растојанието помеѓу двата полнежи … (1 μC = 10 -6 C и k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 )
Познато:
Електрична сила ( F12 ) = 144 N
Полнење 1 (q1 ) = 10 μC = 10 x 10-6 C
Полнење 2 (q2 ) = 4 μC = 4 x 10-6 C
Константа (k) = 9 x 109 Nm2.C -2
C = Кулон, N = Њутн, m = метар
Барано: Растојание помеѓу двата полнежи (r)
Решение:
Равенката на Кулоновиот закон :
F = статичка електрична сила, k = Кулонова константа, q = електричен полнеж, r = растојание помеѓу двата полнежи
Растојанието помеѓу двата полнежи (r) = 5 x 10 -2 метри = 5 x 10 -2 x 10 2 cm = 5 cm.
2. Два полнежи одвоени со растојание од r . Ако статичката електрична сила е 3.6 N, кое е растојанието помеѓу двата полнежи (1 μC = 10-6 C и k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 )
Познато:
Електрична сила (F12 ) = 3.6 N
Полнење 1 (q1 ) = 9 μC = 9 x 10-6 C
Полнење 2 (q2 ) = 4 μC = 4 x 10-6 C
Кулонова константа (k) = 9 x 109 Nm2.C -2
C = Кулон, N = Њутн, m = метар
Барано: Растојание помеѓу двата полнежи (r)
Решение:
Растојанието помеѓу двата полнежи (r) = 0.3 m = 0.3 x 100 cm = 30 cm.
3. Троточкини полнежи како што е прикажано на сликата подолу. Колкава е големината на статичката електрична сила во точката А (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μ = 10 -6 )
Познато:
Полнење A (qA) = -2 μC = -2 x 10-6 C
Полнење B (qB ) = 8 μC = 8 x 10-6 C
Полнење C (qC ) = 4,5 μC = 4,5 x 10-6 C
Кулонова константа ( k ) = 9 x 109 Nm2.C -2
Растојание помеѓу полнежите A и B (r AB ) = 4 cm = 4 x 10 -2 m
Растојание помеѓу полнежите A и C (r AC ) = 3 cm = 3 x 10 -2 m
C = Кулон, N = Њутн, m = метар
Се бара: Статичката електрична сила во точката А
Решение:
Равенката на Кулоновиот закон:
F = статичка електрична сила , k = Кулонова константа , q = електричен полнеж , r = растојание помеѓу двата полнежи
Статичката електрична сила во точката А:
4. Троточни полнежи како што е прикажано на сликата подолу. Колкава е големината на Кулоновата сила што ја доживува полнежот B (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μC = 10 -6 C ).
Познато:
q A = 10 µC = 10 x 10 -6 C = 10 -5 Кулони
q B = 10 µC = 10 x 10 -6 = 10 -5 Кулони
q C = 20 µC = 20 x 10 -6 = 2 x 10 -5 Кулони
r AB = 0.1 метар = 10 -1 м
r BC = 0.1 метар = 10 -1 м
k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2
Се бара: Кулонова сила што ја доживува полнежот Б
Решение:
Врз полнежот B дејствуваат две кулонови сили, Кулонова сила помеѓу полнежите A и B (F- AB ) и Кулонова сила помеѓу полнежите B и C (F -BC ). Кулоновата сила што ја доживува полнежот B е нето силата на F- AB и F- BC.
Кулонова сила помеѓу полнежите А и Б:
Полнежот А е значен позитивен и полнежот Б е значен позитивен, така што F AB покажува кон полнежот C.
Кулонова сила помеѓу полнежите B и C:
Полнежот B е со позитивен значение и полнежот C е со позитивен значение, така што F BC покажува кон полнежот A.
Кулонова сила што ја доживува полнежот B:
F B = F BC – F AB = 180 – 90 = 90 N
Кулоновата сила што ја доживува полнежот B (F2B ) е 90 њутни. Насоката на F2B е иста како и насоката на F2B што покажува кон полнежот A.
5. Определете ја големината и насоката на Кулоновата сила на полнежот B ( k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C).
Познато:
Полнеж A (q A ) = +Q
Полнеж B (q B ) = -2Q
Полнеж C (qC ) = -Q
Растојание помеѓу полнежите A и B (r AB ) = r
Растојание помеѓу полнежите B и C (r BC ) = 2r
k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2
Се бара: Магнитуда и насока на Кулонова сила на полнежот Б
Решение:
Кулонова сила помеѓу полнежите А и Б:
Полнежот А е позитивен, а полнежот Б е негативен, така што насоката на F AB покажува кон полнежот А.
Кулонова сила помеѓу полнежот B и полнежот C:
Полнежот B е негативен, а полнежот C е негативен, така што насоката на F BC покажува кон полнежот A.
Нето дејство на силата врз полнежот B:
Ф = ФAB +.BC = 2 k Q2/r2 + 0.5 k Q2/r2 = 2.5 k Q2/r2 = 2.5 k Q2 r-2
Насоката на силата е насочена кон полнежот А или налево.
