ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ബലം - പ്രശ്നങ്ങളും പരിഹാരങ്ങളും

ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ബലം - പ്രശ്നങ്ങളും പരിഹാരങ്ങളും

1. സ്റ്റാറ്റിക് ഇലക്ട്രിക് ബലം 144 N ആണെങ്കിൽ, രണ്ട് ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള ദൂരം എന്താണ് ... (1 μC = 10 ^-6 C ഉം k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 ഉം)

അറിയപ്പെടുന്നത്:

വൈദ്യുത ബലം (F ₁₂ ) = 144 N

ചാർജ് 1 (q ₁ ) = 10 μC = 10 x 10 ^-6 സി

ചാർജ് 2 (q ₂ ) = 4 μC = 4 x 10 ^-6 സി

സ്ഥിരാങ്കം (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

സി = കൂലോംബ്, എൻ = ന്യൂട്ടൺ, എം = മീറ്റർ

ആവശ്യമുണ്ട് : രണ്ട് ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള ദൂരം (r)

പരിഹാരം:

കൂലോംബ് നിയമത്തിന്റെ സമവാക്യം :

F = സ്റ്റാറ്റിക് ഇലക്ട്രിക് ബലം, k = കൂലോംബിന്റെ സ്ഥിരാങ്കം, q = വൈദ്യുത ചാർജ്, r = രണ്ട് ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള ദൂരം

രണ്ട് ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള ദൂരം (r) = 5 x 10 ^-2 മീറ്റർ = 5 x 10 ^-2 x 10 ² സെ.മീ = 5 സെ.മീ.

2. രണ്ട് ചാർജുകളെ r അകലം കൊണ്ട് വേർതിരിക്കുന്നു . സ്റ്റാറ്റിക് ഇലക്ട്രിക് ബലം 3.6 N ആണെങ്കിൽ, രണ്ട് ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള ദൂരം എന്താണ് (1 μC = 10 ^-6 C ഉം k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 ഉം)

അറിയപ്പെടുന്നത്:

വൈദ്യുത ബലം (F ₁₂ ) = 3.6 N

ചാർജ് 1 (q ₁ ) = 9 μC = 9 x 10 ^-6 സി

ചാർജ് 2 (q ₂ ) = 4 μC = 4 x 10 ^-6 സി

കൂലോംബിന്റെ സ്ഥിരാങ്കം (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

സി = കൂലോംബ്, എൻ = ന്യൂട്ടൺ, എം = മീറ്റർ

ആവശ്യമുണ്ട് : രണ്ട് ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള ദൂരം (r)

പരിഹാരം:

രണ്ട് ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള ദൂരം (r) = 0.3 m = 0.3 x 100 cm = 30 cm.

3. താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ മൂന്ന് പോയിന്റ് ചാർജുകൾ. പോയിന്റ് A യിലെ സ്റ്റാറ്റിക് ഇലക്ട്രിക് ബലത്തിന്റെ കാന്തിമാനം എന്താണ് (k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 ; 1 μ = 10 ^-6 )

അറിയപ്പെടുന്നത്:

ചാർജ്ജ് എ (ക്യു_A) = -2 μC = -2 x 10^-6 C

ചാർജ് ബി (q _ബി ) = 8 μC = 8 x 10 ^-6 സി

ചാർജ് സി (q _സി ) = 4,5 μC = 4,5 x 10 ^-6 സി

കൂലോംബിന്റെ സ്ഥിരാങ്കം (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

ചാർജുകൾ A യും B യും തമ്മിലുള്ള ദൂരം (r _AB ) = 4 cm = 4 x 10 ^-2 m

ചാർജുകൾ A യും C യും തമ്മിലുള്ള ദൂരം (r _AC ) = 3 സെ.മീ = 3 x 10 ^-2 മീ.

സി = കൂലോംബ്, എൻ = ന്യൂട്ടൺ, എം = മീറ്റർ

ആവശ്യമുള്ളത് : പോയിന്റ് A യിലെ സ്റ്റാറ്റിക് ഇലക്ട്രിക് ബലം

പരിഹാരം:

കൂലോംബിന്റെ നിയമത്തിന്റെ സമവാക്യം:

F = സ്റ്റാറ്റിക് ഇലക്ട്രിക് ബലം , k = കൂലോംബിന്റെ സ്ഥിരാങ്കം , q = വൈദ്യുത ചാർജ് , r = രണ്ട് ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള ദൂരം

പോയിന്റ് A യിലെ സ്റ്റാറ്റിക് ഇലക്ട്രിക് ബലം:

4. താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ മൂന്ന്-പോയിന്റ് ചാർജുകൾ. ചാർജ് B അനുഭവിക്കുന്ന കൂലോംബ് ബലത്തിന്റെ വ്യാപ്തി എന്താണ് (k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 ; 1 μC = 10 ^-6 C ).

അറിയപ്പെടുന്നത്:

q _A = 10 µC = 10 x 10 ^-6 C = 10 ^-5 കൂലോംബുകൾ

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

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

r _AB = 0.1 മീറ്റർ = 10 ^-1 മീ

r _ബിസി = 0.1 മീറ്റർ = 10 ^-1 മീ

കെ = 9 x 10 ⁹ എൻഎം ² സി ⁻²

ആവശ്യമുണ്ട്: ചാർജ് ബി അനുഭവിക്കുന്ന കൂലോംബ് ഫോഴ്‌സ്.

പരിഹാരം:

ചാർജ് B-യിൽ രണ്ട് കൂലോംബ് ബലങ്ങളുണ്ട്, ചാർജുകൾ A യും B യും തമ്മിലുള്ള കൂലോംബ് ബലം (F _{AB ) ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള കൂലോംബ് ബലം (F BC )} ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള കൂലോംബ് ബലം (F BC). ചാർജ് B അനുഭവിക്കുന്ന കൂലോംബ് ബലം F _AB യുടെയും F _BC യുടെയും ആകെ ബലമാണ്.

എ, ബി ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള കൂലോംബ് ബലം:

ചാർജ് A പോസിറ്റീവ് ആയി ഒപ്പിട്ടു, ചാർജ് B പോസിറ്റീവ് ആയി ഒപ്പിട്ടു, അങ്ങനെ F _AB ചാർജ് C യിലേക്ക് പോയിന്റ് ചെയ്യുന്നു.

ചാർജുകൾ B യും C യും തമ്മിലുള്ള കൂലോംബ് ബലം:

ചാർജ് B പോസിറ്റീവ് എന്നും ചാർജ് C പോസിറ്റീവ് എന്നും ഒപ്പിട്ടു, അങ്ങനെ F _BC പോയിന്റ് A ചാർജിലേക്ക് ചാർജ് ചെയ്യുന്നു.

ചാർജ് ബി അനുഭവിച്ച കൂലോംബ് ഫോഴ്‌സ്:

എഫ് _ബി = എഫ് _ബിസി – എഫ് _എബി = 180 – 90 = 90 എൻ

ചാർജ് B (F _{B ) അനുഭവിക്കുന്ന കൂലോംബ് ബലം 90 ന്യൂട്ടൺ ആണ്. F B} യുടെ ദിശ A ചാർജ് ചെയ്യുന്നതിനുള്ള F _{BC പോയിന്റുകളുടെ} ദിശയ്ക്ക് തുല്യമാണ്.

5. ചാർജ് B യിൽ കൂലോംബ് ബലത്തിന്റെ വ്യാപ്തിയും ദിശയും നിർണ്ണയിക്കുക ( k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C).

അറിയപ്പെടുന്നത്:

ചാർജ് A (q _A ) = +Q

ചാർജ് B (q _B ) = -2Q

ചാർജ് C (q _C ) = -Q

ചാർജുകൾ A യും B യും തമ്മിലുള്ള ദൂരം (r _AB ) = r

ചാർജുകൾ B യും C യും തമ്മിലുള്ള ദൂരം (r _BC ) = 2r

കെ = 9 x 10 ⁹ എൻഎം ² സി ⁻²

ആവശ്യമുണ്ട്: ചാർജ് ബിയിലുള്ള കൂലോംബ് സേനയുടെ വ്യാപ്തിയും ദിശയും.

പരിഹാരം:

എ, ബി ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള കൂലോംബ് ബലം:

ചാർജ് A പോസിറ്റീവും ചാർജ് B നെഗറ്റീവും ആയതിനാൽ F _{AB യുടെ ദിശ} ചാർജ് A യിലേക്ക് വിരൽ ചൂണ്ടുന്നു.

ചാർജ് B യും ചാർജ് C യും തമ്മിലുള്ള കൂലോംബ് ബലം:

ചാർജ് B നെഗറ്റീവും ചാർജ് C നെഗറ്റീവും ആയതിനാൽ F _{BC യുടെ ദിശ} ചാർജ് A യിലേക്ക് വിരൽ ചൂണ്ടുന്നു.

ചാർജ് ബിയിലെ നെറ്റ് ഫോഴ്‌സ് ആക്റ്റ്:

എഫ് = എഫ്_AB + F_BC = 2 കി ക്യു²/r² + 0.5 കി ക്യു²/r² = 2.5 കി ക്യു²/r² = 2.5 കി ക്യു² r^-2

A ചാർജ് ചെയ്യുന്നതിനോ ഇടത്തേക്കോ ഉള്ള ബലബിന്ദുക്കളുടെ ദിശ.