Forza elettrostatika – problemi u soluzzjonijiet
1. Jekk il- forza elettrika statika hija 144 N, x'inhi d-distanza bejn iż-żewġ kariki ... (1 μC = 10 -6 C u k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 )
Magħruf:
Forza elettrika (F 12 ) = 144 N
Ċarġ 1 (q1 ) = 10 μC = 10 x 10-6 C
Ċarġ 2 (q2 ) = 4 μC = 4 x 10-6 C
Kostanti (k) = 9 x 109 Nm2.C - 2
C = Coulomb, N = Newton, m = metru
Meħtieġa: Distanza bejn iż-żewġ ċċarġijiet (r)
Soluzzjoni:
L-ekwazzjoni tal -liġi ta' Coulomb :
F = il-forza elettrika statika, k = il-kostanti ta' Coulomb, q = il-ċarġ elettriku, r = id-distanza bejn iż-żewġ ċarġijiet
Id-distanza bejn iż-żewġ ċċarġijiet (r) = 5 x 10 -2 metri = 5 x 10 -2 x 10 2 ċm = 5 ċm.
2. Żewġ kariġi separati b'distanza ta' r . Jekk il-forza elettrika statika hija 3.6 N, x'inhi d-distanza bejn iż-żewġ kariġi ( 1 μC = 10⁻⁶ C u k = 9.10⁶ Nm².C⁻² )
Magħruf:
Forza elettrika (F 12 ) = 3.6 N
Ċarġ 1 (q1 ) = 9 μC = 9 x 10-6 C
Ċarġ 2 (q2 ) = 4 μC = 4 x 10-6 C
Il - kostanti ta' Coulomb (k) = 9 x 109 Nm2.C - 2
C = Coulomb, N = Newton, m = metru
Meħtieġa: Distanza bejn iż-żewġ ċċarġijiet (r)
Soluzzjoni:
Distanza bejn iż-żewġ ċċarġijiet (r) = 0.3 m = 0.3 x 100 ċm = 30 ċm.
3. Tliet ċirjiet puntwali kif muri fil-figura t'hawn taħt. X'inhi l-kobor tal-forza elettrika statika fil-punt A (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μ = 10 -6 )
Magħruf:
Charge A (q)A) = -2 μC = -2 x 10-6 C
Ċarġ B (q B ) = 8 μC = 8 x 10 -6 C
Ċarġ C (q C ) = 4,5 μC = 4,5 x 10 -6 C
Il - kostanti ta' Coulomb (k) = 9 x 109 Nm2.C - 2
Distanza bejn iċ-ċarġijiet A u B (r AB ) = 4 ċm = 4 x 10 -2 m
Distanza bejn iċ-ċarġijiet A u C (r AC ) = 3 ċm = 3 x 10-2 m
C = Coulomb, N = Newton, m = metru
Meħtieġa: Il-forza elettrika statika fil-punt A
Soluzzjoni:
L-ekwazzjoni tal-liġi ta' Coulomb:
F = il-forza elettrika statika , k = il-kostanti ta' Coulomb , q = iċ-ċarġ elettriku , r = id-distanza bejn iż-żewġ ċarġijiet
Il-forza elettrika statika fil-punt A:
4. Ċarġijiet bi tliet punti kif muri fil-figura t'hawn taħt. X'inhi l-kobor tal-forza ta' Coulomb esperjenzata minn Ċarġ B (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μC = 10 -6 C ).
Magħruf:
q A = 10 µC = 10 x 10 -6 C = 10 -5 Coulombs
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 metru = 10 -1 m
r BC = 0.1 metru = 10 -1 m
k = 9 x 109 Nm2C − 2
Meħtieġa: Forza ta' Coulomb esperjenzata minn Charge B
Soluzzjoni:
Hemm żewġ forzi ta' Coulomb li jaġixxu fuq iċ-ċarġ B, il-forza ta' Coulomb bejn iċ-ċarġijiet A u B (F1- AB ) u l-forza ta' Coulomb bejn iċ-ċarġijiet B u C (F2 -BC ). Il-forza ta' Coulomb esperjenzata miċ-ċarġ B hija l-forza netta ta' F2- AB u F2 -BC.
Forza ta' Coulomb bejn il-kargi A u B:
Karga A b'sinjal pożittiv u karga B b'sinjal pożittiv sabiex F AB tipponta lejn il-karga C.
Forza ta' Coulomb bejn il-kargi B u C:
Karga B iffirmata b'mod pożittiv u karga C iffirmata b'mod pożittiv sabiex F BC tipponta lejn il-karga A.
Forza ta' Coulomb esperjenzata minn ċarġ B:
F B = F BC – F AB = 180 – 90 = 90 N
Il-forza ta' Coulomb li tesperjenza l-ċarġ B (F₂B ) hija ta' 90 Newton. Id-direzzjoni ta' F₂B hija l-istess bħad-direzzjoni ta' F₂BC li tipponta lejn iċ-ċarġ A.
5. Iddetermina l-kobor u d-direzzjoni tal-forza ta' Coulomb fuq iċ-ċarġ B ( k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C).
Magħruf:
Ċarġ A (q A ) = +Q
Ċarġ B (q B ) = -2Q
Ċarġ C (q C ) = -Q
Id-distanza bejn iċ-ċarġijiet A u B (r AB ) = r
Distanza bejn iċ-ċarġijiet B u C (r BC ) = 2r
k = 9 x 109 Nm2C − 2
Meħtieġa: Il-kobor u d-direzzjoni tal-forza ta' Coulomb fuq iċ-ċarġ B
Soluzzjoni:
Forza ta' Coulomb bejn il-kargi A u B:
Iċ-ċarġ A huwa pożittiv u ċ-ċarġ B huwa negattiv sabiex id-direzzjoni ta' F AB tipponta lejn iċ-ċarġ A.
Forza ta' Coulomb bejn il-ċarġ B u l-ċarġ C:
Iċ-ċarġ B huwa negattiv u ċ-ċarġ C huwa negattiv sabiex id-direzzjoni ta' F BC tipponta lejn iċ-ċarġ A.
Forza netta li taġixxi fuq l-iċċarġjar B:
F = FAB +FBC = 2 kQ2/r2 + 0.5 kQ2/r2 = 2.5 kQ2/r2 = 2.5 kQ2 r-2
Id-direzzjoni tal-forza tipponta lejn l-iċċarġjar A jew lejn ix-xellug.
