इलेक्ट्रोस्टेटिक बल - समस्या र समाधानहरू
१. यदि स्थिर विद्युत बल १४४ N छ भने, दुवै चार्जहरू बीचको दूरी कति हुन्छ ... (१ μC = १० -६ C र k = ९.१० ९ Nm २ .C -२ )
ज्ञात:
विद्युत बल (F 12 ) = 144 N
चार्ज २ (q २ ) = ४ μC = ४ x १० -६ C
चार्ज २ (q २ ) = ४ μC = ४ x १० -६ C
स्थिरांक (k) = ९ x १० ९ एनएम २ .C -२
C = कुलम्ब, N = न्यूटन, m = मिटर
चाहिएको: दुवै चार्जहरू बीचको दूरी (r)
समाधान:
कुलम्बको नियमको समीकरण :
F = स्थिर विद्युतीय बल, k = कुलम्बको स्थिरांक, q = विद्युतीय चार्ज, r = दुवै चार्जहरू बीचको दूरी
दुवै चार्जहरू बीचको दूरी (r) = ५ x १० -२ मिटर = ५ x १० -२ x १० २ सेमी = ५ सेमी।
२. दुई चार्जहरूलाई r को दूरीले छुट्याइएको छ । यदि स्थिर विद्युत बल ३.६ N छ भने, दुवै चार्जहरू बीचको दूरी कति हुन्छ (१ μC = १० -६ C र k = ९.१० ९ Nm २ .C -२ )
ज्ञात:
विद्युत बल (F 12 ) = 3.6 N
चार्ज २ (q २ ) = ४ μC = ४ x १० -६ C
चार्ज २ (q २ ) = ४ μC = ४ x १० -६ C
कुलम्बको स्थिरांक (k) = ९ x १० ९ Nm २ .C -२
C = कुलम्ब, N = न्यूटन, m = मिटर
चाहिएको: दुवै चार्जहरू बीचको दूरी (r)
समाधान:
दुवै चार्जहरू (r) बीचको दूरी = ०.३ मिटर = ०.३ x १०० सेमी = ३० सेमी।
३. तलको चित्रमा देखाइएको तीन बिन्दु चार्जहरू। बिन्दु A मा स्थिर विद्युत बलको परिमाण कति हुन्छ (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μ = 10 -6 )
ज्ञात:
चार्ज A (qA) = -५ μC = -५ x १०-6 C
चार्ज B (q B ) = 8 μC = 8 x 10 -6 C
चार्ज C (q C ) = ४.५ μC = ४.५ x १० -६ C
कुलम्बको स्थिरांक (k) = ९ x १० ९ Nm २ .C -२
चार्ज A र B (r AB ) बीचको दूरी = ४ सेमी = ४ x १० -२ मिटर
चार्ज A र C (r AC ) बीचको दूरी = 3 सेमी = 3 x 10 -2 मिटर
C = कुलम्ब, N = न्यूटन, m = मिटर
चाहिएको: बिन्दु A मा स्थिर विद्युत बल
समाधान:
कुलम्बको नियमको समीकरण:
F = स्थिर विद्युतीय बल , k = कुलम्बको स्थिरांक , q = विद्युतीय चार्ज , r = दुवै चार्जहरू बीचको दूरी
बिन्दु A मा स्थिर विद्युत बल:
४. तलको चित्रमा देखाइएको तीन-बिन्दु चार्जहरू। चार्ज B द्वारा अनुभव गरिएको कुलम्ब बलको परिमाण कति हो (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μC = 10 -6 C )।
ज्ञात:
q A = १० µC = १० x १० -६ C = १० -५ कुलम्ब
q B = १० µC = १० x १० -६ = १० -५ कुलम्ब
q C = २० µC = २० x १० -६ = २ x १० -५ कुलम्ब्स
r AB = ०.१ मिटर = १० -१ मिटर
r BC = ०.१ मिटर = १० -१ मिटर
k = ९ x १० ९ न्यु मिटर २ C −२
चाहियो: चार्ज बी द्वारा अनुभव गरिएको कुलम्ब फोर्स
समाधान:
चार्ज B मा दुईवटा कुलम्ब बलहरू कार्य गर्छन्, चार्ज A र B बीचको कुलम्ब बल (F AB ) र चार्ज B र C बीचको कुलम्ब बल (F BC )। चार्ज B द्वारा अनुभव गरिएको कुलम्ब बल F AB र F BC को नेट बल हो ।
चार्ज A र B बीचको कुलम्ब बल:
चार्ज A ले धनात्मक चिन्ह लगाउँछ र चार्ज B ले धनात्मक चिन्ह लगाउँछ ताकि F AB ले चार्ज C तर्फ संकेत गर्छ।
चार्ज B र C बीचको कुलम्ब बल:
चार्ज B ले धनात्मक चिन्ह लगाएको छ र चार्ज C ले धनात्मक चिन्ह लगाएको छ ताकि F BC ले चार्ज A लाई औंल्याउँछ।
चार्ज B द्वारा अनुभव गरिएको कुलम्ब बल:
F B = F BC – F AB = १८० – ९० = ९० N
चार्ज B (F B ) ले अनुभव गर्ने कुलम्ब बल ९० न्यूटन हुन्छ। F B को दिशा चार्ज A तिर जाने F BC बिन्दुहरूको दिशा जस्तै हुन्छ।
५. चार्ज B मा कुलम्ब बलको परिमाण र दिशा निर्धारण गर्नुहोस् ( k = ९ x १० ९ Nm २ C −२ , १ μC = १० −६ C)।
ज्ञात:
चार्ज A (q A ) = +Q
चार्ज B (q B ) = -2Q
चार्ज C (q C ) = -Q
चार्ज A र B बीचको दूरी (r AB ) = r
चार्ज B र C (r BC ) बीचको दूरी = 2r
k = ९ x १० ९ न्यु मिटर २ C −२
चाहिएको: चार्ज B मा कुलम्ब बलको परिमाण र दिशा
समाधान:
चार्ज A र B बीचको कुलम्ब बल:
चार्ज A धनात्मक छ र चार्ज B ऋणात्मक छ त्यसैले F AB को दिशा चार्ज A तिर निर्देशित हुन्छ।
चार्ज B र चार्ज C बीचको कुलम्ब बल:
चार्ज B ऋणात्मक छ र चार्ज C ऋणात्मक छ त्यसैले F BC को दिशा चार्ज A तिर निर्देशित हुन्छ।
चार्ज B मा कुल बल कार्य:
एफ = एफAB + एफBC = २.५ किलोकिलोमिटर क्यू2/r2 + ०.५ किलोकिलोमिटर क्यू2/r2 = २.५ किलोकिलोमिटर क्यू2/r2 = २.५ किलोकिलोमिटर क्यू2 r-2
चार्ज A तिर वा बायाँतिर बल बिन्दुहरूको दिशा।
