Voorbeeldvragen over de Coulombkracht

9 voorbeelden van vragen over de Coulombkracht

1. Drie ladingen zijn opgesteld zoals op de onderstaande afbeelding te zien is. De Coulombkracht die lading B ondervindt is …. (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 09 x 10 ¹ N om C te laden

B. 09 x 10 ¹ N om A te laden

C. 18 x 10 ¹ N naar lading C

D. 18 x 10 ¹ N naar lading A

E. 36 x 10 ¹ N naar lading C

Discussie

Het is bekend dat :

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

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

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

r _AB = 0,1 meter = 10 ^-1 meter

r _BC = 0,1 meter = ^10⁻¹ meter

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

Gevraagd : Welke Coulombkracht ondervindt lading B?

Antwoord :

Er werken twee Coulombkrachten , oftewel elektrische krachten, op lading B: de Coulombkracht tussen ladingen A en B (F _AB ) en de Coulombkracht tussen ladingen B en C (F _BC ). De Coulombkracht die lading B ondervindt, is het resultaat van F _AB en F _BC.

Coulombkracht tussen ladingen A en B:

Lading A is positief en lading B is positief, dus de kracht van F _AB is gericht naar lading C.

Coulombkracht tussen ladingen B en C:

Lading B is positief en lading C is positief, dus de kracht _FBC is gericht naar lading A.

Coulombkracht die lading B ondervindt:

F _B = F _BC – F _AB = 180-90 = 90 N

De grootte van de Coulombkracht die lading B ondervindt (F_{_B} ) is 90 Newton. De richting van F_{_B} is gelijk aan de richting van F _{_BC} , namelijk naar lading A toe.

Het juiste antwoord is B.

2. De grootte en richting van de Coulombkracht op lading B is... ( k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

A. 2,5 k Q ² r ^-2 naar links

B. 2,5 k Q ² r ^-2 naar rechts

C. 2 k Q ² r ^-2 naar links

D. 2 k Q ² r ^-2 naar rechts

E. 1 k Q ² r ^-2 naar links

Discussie

Het is bekend dat :

Lading A (q _A ) = +Q

Lading B (q _B ) = -2Q

Lading C (q _C ) = -Q

De afstand tussen ladingen A en B (r _AB ) = r

De afstand tussen ladingen B en C (r _BC ) = 2r

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

Gevraagd : de grootte en richting van de Coulombkracht op lading B

Antwoord :

Coulombkracht tussen lading A en lading B:

Lading A is positief en lading B is negatief, dus de richting van F _AB is naar lading A toe.

Coulombkracht tussen lading B en lading C:

Lading B is negatief en lading C is negatief, dus de richting van FBC _is naar lading A.

De resulterende kracht die op lading B inwerkt:

F = F _AB + F _BC = 2 k Q ² /r ² + 0,5 k Q ² /r ² = 2,5 k Q ² /r ² = 2,5 k Q ² r ^-2

De richting van de Coulombkracht is naar lading A toe, oftewel naar links.

Het juiste antwoord is A.

3. Twee elektrische ladingen zijn afzonderlijk geplaatst zoals weergegeven in de figuur. De lading bij A is 8 µC en de aantrekkingskracht op beide ladingen is 45 N. Als lading A 1 cm naar rechts wordt verschoven en k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 , dan is de aantrekkingskracht op beide ladingen...

A. 45 N

B. 60 N

C. 80 N

D. 90 N

O. 120 N

Discussie

Het is bekend dat :

Elektrische lading bij A (qA ₎ = 8 µC = 8 x ^10⁻⁶ Coulomb

De elektrische kracht tussen de twee ladingen (F) = 45 Newton

De afstand tussen de twee ladingen (r _AB ) = 4 cm = 0,04 meter = 4 x ^10⁻² meter

Constante (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

Vraag : Wat is de elektrische kracht tussen de twee ladingen als lading A 1 cm of 0,01 meter naar rechts wordt verschoven?

Antwoord :

Bereken eerst de elektrische lading bij B en vervolgens de elektrische kracht tussen de twee ladingen, als de elektrische lading bij A 1 cm naar rechts wordt verschoven.

Elektrische lading bij B :

Formule de wet van Coulomb :

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

F r ² = k (q _A )(q _B )

q _B = F r ² / k (q _A )

Elektrische lading bij B :

q _B = (45)(4 x 10 ^-2 ) ² / (9 x 10 ⁹ )(8 x 10 ^-6 )

q _B = (45)(16 x 10 ^-4 ) / 72 x 10 ³

q _B = (720 x 10 ^-4 ) / (72 x 10 ³ )

q _B = 10 x 10 ^-7 Coulomb

De elektrische kracht tussen elektrische ladingen A en B :

Als de lading bij A 1 cm naar rechts wordt verschoven, wordt de afstand tussen de twee ladingen 3 cm = 0,03 meter = 3 x ^10⁻² meter

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

F = (9 x 10⁹ ⁾ (8 x ^10⁻⁶ )(10 x ^10⁻⁷ ) / (3 x ^10⁻² ) ^²

F = (9 x 10³ ⁾ (80 x ^10⁻⁷ ) / (9 x ^10⁻⁴ )

F = (1 x 10³ ⁾ (80 x ^10⁻⁷ ) / (1 x ^10⁻⁴ )

F = (80 x 10 ^-4 ) / (1 x 10 ^-4 )

F = 80 Newton

Het juiste antwoord is C.

4. Twee elektrische ladingen P en Q bevinden zich op een afstand van 10 cm van elkaar en ondervinden een aantrekkingskracht van 8 N. Als lading Q 5 cm naar lading P wordt verschoven (1 µC = 10⁻⁶ ^C en k = 9 x ^10⁹ Nm² · ^{C⁻² )} , dan is de elektrische kracht die optreedt...

A. 8 N

B. 16 N

C. 32 N

D. 40 N

O. 56 N

Discussie

Het is bekend dat :

De afstand tussen ladingen P en Q (r _PQ ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10 ^-1 m

De elektrische kracht tussen ladingen P en Q (F) = 8 N

Elektrische lading Q (q _Q ) = 40 µC = 40 x 10 ^-6 C

Constante (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

Vraag : Wat is de elektrische kracht tussen ladingen P en Q als lading Q 5 cm in de richting van lading P wordt verschoven?

Antwoord :

Bereken eerst de elektrische lading P, en vervolgens de elektrische kracht tussen de twee elektrische ladingen, als de elektrische lading Q 5 cm in de richting van lading P wordt verschoven.

Elektrische lading P :

q _P = F r ² / k (q _Q )

q _P = (8)(1 x 10 ^-1 ) ² / (9 x 10 ⁹ )(40 x 10 ^-6 )

q _P = (8)(1 x 10 ^-2 ) / 360 x 10 ³

q _P = (8 x 10 ^-2 ) / (36 x 10 ⁴ )

q _P = (1 x 10 ^-2 ) / (4,5 x 10 ⁴ )

q _P = (1/4,5) x 10 ^-6 Coulomb

De elektrische kracht tussen elektrische ladingen P en Q :

Als de lading bij Q 5 cm naar links wordt verschoven, wordt de afstand tussen de twee ladingen 5 cm = 0,05 meter = 5 x ^10⁻² meter

F = k (q _P )(q _Q ) / r ²

F = (9 x 10⁹ ⁾ ( (1/4,5) x ^10⁻⁶ )(40 x ^10⁻⁶ ) / (5 x ^10⁻² ) ^²

F = (2 x 10³ ⁾ (40 x ^10⁻⁷ ) / (25 x ^10⁻⁴ )

F = (80 x 10 ^-3 ) / (25 x 10 ^-4 )

F = 3,2 x 10 ¹

F = 32 Newton

Het juiste antwoord is C.

5. Bekijk de volgende afbeelding van elektrische ladingen. De elektrische kracht die lading qB ondervindt _is 8 N (1 µC = 10⁻⁶ ^C ) en (k = 9.10⁹ ^Nm² · C⁻² ^{) .} Als lading qB _{4 cm van A wordt verplaatst, dan is de elektrische kracht die qB} ondervindt nu…

A. 2 N

B. 4 N

C. 6 N

D. 8 N

O. 10 N

Discussie

Het is bekend dat :

De afstand tussen ladingen A en B (r _AB ) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10 ^-2 m

De elektrische kracht tussen ladingen A en B (F) = 8 N

Elektrische lading A (q _A ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 C

Constante (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

Vraag : Wat is de elektrische kracht tussen ladingen A en B als de afstand tussen de twee ladingen 4 cm is?

Antwoord :

Bereken eerst de elektrische lading B, en vervolgens de elektrische kracht tussen de twee elektrische ladingen als de afstand tussen de twee elektrische ladingen 4 cm = 0,04 meter = 4 x 10⁻² ^meter is.

Elektrische lading B :

q _B = F r ² / k (q _A )

q _B = (8)(2 x 10 ^-2 ) ² / (9 x 10 ⁹ )(2 x 10 ^-6 )

q _B = (8)(4 x 10 ^-4 ) / (18 x 10 ³ )

q _B = (32 x 10 ^-4 ) / (18 x 10 ³ )

q _B = (32/18) x 10 ^-7

q _B = (16/9) x 10 ^-7 Coulomb

De elektrische kracht tussen ladingen A en B :

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

F = (9 x 10⁹ ⁾ (2 x ^10⁻⁶ )( (16/9) x ^10⁻⁷ ) / (4 x ^10⁻² ) ^²

F = (18 x 10³ ⁾ ( (16/9) x ^10⁻⁷ ) / (16 x ^10⁻⁴ )

F = (2 x 10³ ⁾ (16 x ^10⁻⁷ ) / (16 x ^10⁻⁴ )

F = (2 x 10³ ⁾ (1 x ^10⁻⁷ ) / (1 x ^10⁻⁴ )

F = (2 x 10 ^-4 ) / (1 x 10 ^-4 )

F = 2 Newton

Het juiste antwoord is A.

6. Drie elektrische ladingen bevinden zich op de hoekpunten van driehoek ABC met zijlengte AB = BC = 20 cm en dezelfde ladingsgrootte (q = 2 µC) als in de afbeelding aan de zijkant (k = 9.10⁹ ^Nm² · C⁻² ^, 1 µ = 10⁻⁶ ⁾ . De grootte van de elektrische kracht die op punt B werkt is…^.

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N

D. 0,81 N

O. 0,4 N

Discussie

Het is bekend dat:

Lading op punt A (qA ₎ = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Lading op punt B (qB ₎ = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Lading op punt C (qC ₎ = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Afstand van B tot C (rBC ₎ = 20 cm = 0,2 meter = 2 x ^10⁻¹ meter

Afstand van B tot A (rBA ₎ = 20 cm = 0,2 meter = 2 x ^10⁻¹ meter

k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2

Vraag: De grootte van de elektrische kracht die op punt B werkt.

Antwoord :

De elektrische kracht tussen de ladingen op punten B en C:

F _BC = k (q _B )(q _C ) / r _BC ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(2 x 10 ^-6 )(2 x 10 ^-6 ) / (2 x 10 ^-1 ) ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(4 x 10 ^-12 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BC = (36 x 10 ^-3 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BC = 9 x 10 ^-1

F _BC = 0,9 Newton

De elektrische lading op punten B en C is positief, daarom is de richting van de elektrische kracht FBC _naar links, weg van punt C.

De elektrische kracht tussen de ladingen op punten B en A:

F _BA = k (q _B )(q _A ) / r _BA ²

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(2 x 10 ^-6 )(2 x 10 ^-6 ) / (2 x 10 ^-1 ) ²

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(4 x 10 ^-12 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BA = (36 x 10 ^-3 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BA = 9 x 10 ^-1

F _BA = 0,9 Newton

De elektrische lading op punten B en A is positief, daarom is de richting van de elektrische kracht FBA _naar beneden gericht, weg van punt A.

De twee elektrische krachten vormen een rechte hoek; daarom wordt de resulterende elektrische kracht die in punt B werkt, berekend met behulp van de stelling van Pythagoras.

Het juiste antwoord is B.

7. Bekijk de volgende afbeelding!

Drie ladingen Q1 _, Q2 _en Q3 _bevinden zich aan de hoekpunten van een rechthoekige driehoek ABC. De lengte van AB = BC = 30 cm. Gegeven k = 9.10⁹ ^Nm² · C⁻² ^en 1 µ = ^10⁻⁶ , is de resulterende Coulombkracht op lading Q1 gelijk _aan ^….

A. 1 N

B. 5 N

C. 7 N

D. 10 N

O. 12 N

Discussie

Het is bekend dat:

Lading op punt A (qA ₎ = 3 µC = 3 x ^10⁻⁶ Coulomb

Lading op punt B (qB ₎ = -10 µC = -10 x ^10⁻⁶ Coulomb

Lading op punt C (qC ₎ = 4 µC = 4 x ^10⁻⁶ Coulomb

Afstand van B tot C (rBC ₎ = 30 cm = 0,3 meter = 3 x ^10⁻¹ meter

Afstand van B tot A (rBA ₎ = 30 cm = 0,3 meter = 3 x ^10⁻¹ meter

k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2

Vraag: Resulterende Coulombkracht in punt B

Antwoord :

De elektrische kracht tussen de ladingen op punten B en C:

F _BC = k (q _B )(q _C ) / r _BC ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(10 x 10 ^-6 )(4 x 10 ^-6 ) / (3 x 10 ^-1 ) ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(40 x 10 ^-12 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BC = (360 x 10 ^-3 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BC = 40 x 10 ^-1

F _BC = 4 Newton

De elektrische lading op punt B is negatief en de elektrische lading op punt C is positief. Daarom is de richting van de elektrische kracht FBC _naar rechts, in de richting van punt C.

De elektrische kracht tussen de ladingen op punten B en A:

F _BA = k (q _B )(q _A ) / r _BA ²

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(10 x 10 ^-6 )(3 x 10 ^-6 ) / (3 x 10 ^-1 ) ²

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(30 x 10 ^-12 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BA = (270 x 10 ^-3 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BA = 30 x 10 ^-1

F _BA = 3 Newton

De elektrische lading op punt B is negatief en de elektrische lading op punt A is positief. Daarom is de richting van de elektrische kracht FBA _omhoog , naar punt A.

De twee elektrische krachten vormen een rechte hoek; daarom wordt de resulterende elektrische kracht die in punt B werkt, berekend met behulp van de stelling van Pythagoras.

Het juiste antwoord is B.

8. Drie elektrische ladingen bevinden zich op de hoekpunten van driehoek ABC met zijlengte AB = BC = 20 cm en dezelfde ladingsgrootte (q = 2 µC) als in de afbeelding aan de zijkant (k = 9.10).⁹ nm².C^-2, 1 µ = 10^-6). De grootte van de elektrische kracht Het werk dat op punt B wordt verricht, is...

1. 0,9√3 N
2. 0,9√2 N
3. 0,9 N
4. 0,81 N
5. 0,4 N

Discussie

Het is bekend dat:
De lading op punt A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
De lading op punt B (q_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
De lading op punt C (q_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Afstand van B naar C (r_BC) = 20 cm = 0,2 meter = 2 x 10^-1 meter
Afstand van B naar A (r_BA) = 20 cm = 0,2 meter = 2 x 10^-1 meter
k = 9.10⁹ nm².C^-2
Gevraagd: De grootte van de elektrische kracht die op punt B werkt
Antwoord :

De elektrische kracht tussen de ladingen op punten B en C:
F_BC = k (q_B)(Q_C)/r_BC²
F_BC = (9 x 10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 x 10^-1)²
F_BC = (9 x 10⁹)(4 x 10^-12) / (4 x 10^-2)
F_BC = (36 x 10^-3) / (4 x 10^-2)
F_BC = 9 x 10^-1
F_BC = 0,9 Newton
De elektrische lading op punten B en C is positief, daarom is de richting van de elektrische kracht F_BC naar links, weg van punt C.

De elektrische kracht tussen de ladingen op punten B en A:
F_BA = k (q_B)(Q_A)/r_BA²
F_BA = (9 x 10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 x 10^-1)²
F_BA = (9 x 10⁹)(4 x 10^-12) / (4 x 10^-2)
F_BA = (36 x 10^-3) / (4 x 10^-2)
F_BA = 9 x 10^-1
F_BA = 0,9 Newton
De elektrische lading op punten B en A is positief, daarom is de richting van de elektrische kracht F_BA omlaag, weg van punt A.

De twee elektrische krachten vormen een rechte hoek; daarom wordt de resulterende elektrische kracht die in punt B werkt, berekend met behulp van de stelling van Pythagoras.
Het juiste antwoord is B.

9. Bekijk de volgende afbeelding!
Drie aanklachten Q₁Q₂en Q₃ Het punt van AB bevindt zich op de top van de rechthoekige driehoek ABC. De lengte van AB = BC = 30 cm. Het is bekend dat k = 9.10⁹ nm².C^-2 en 1 µ = 10^-6 dan de resulterende Coulombkracht op lading Q₁ is….

1. 1 N
2. 5 N
3. 7 N
4. 10 N
5. 12 N

Discussie
Het is bekend dat:
De lading op punt A (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Coulomb
De lading op punt B (q_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 Coulomb
De lading op punt C (q_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 Coulomb
Afstand van B naar C (r_BC) = 30 cm = 0,3 meter = 3 x 10^-1 meter
Afstand van B naar A (r_BA) = 30 cm = 0,3 meter = 3 x 10^-1 meter
k = 9.10⁹ nm².C^-2
Gevraagd: Resulterende Coulombkracht op punt B
Antwoord :
De elektrische kracht tussen de ladingen op punten B en C:
F_BC = k (q_B)(Q_C)/r_BC²
F_BC = (9 x 10⁹)(10 x 10^-6)(4 x 10^-6) / (3 x 10^-1)²
F_BC = (9 x 10⁹)(40 x 10^-12) / (9 x 10^-2)
F_BC = (360 x 10^-3) / (9 x 10^-2)
F_BC = 40 x 10^-1
F_BC = 4 Newton
De elektrische lading op punt B is negatief en de elektrische lading op punt C is positief, daarom is de richting van de elektrische kracht F_BC naar rechts, richting punt C.

De elektrische kracht tussen de ladingen op punten B en A:
F_BA = k (q_B)(Q_A)/r_BA²
F_BA = (9 x 10⁹)(10 x 10^-6)(3 x 10^-6) / (3 x 10^-1)²
F_BA = (9 x 10⁹)(30 x 10^-12) / (9 x 10^-2)
F_BA = (270 x 10^-3) / (9 x 10^-2)
F_BA = 30 x 10^-1
F_BA = 3 Newton
De elektrische lading op punt B is negatief en de elektrische lading op punt A is positief, daarom is de richting van de elektrische kracht F_BA omhoog richting punt A.
 
De twee elektrische krachten vormen een rechte hoek; daarom wordt de resulterende elektrische kracht die in punt B werkt, berekend met behulp van de stelling van Pythagoras.
Het juiste antwoord is B.

Bron van de vraag:

Natuurkundevragen voor het nationale eindexamen voor de bovenbouw van het voortgezet onderwijs/beroepsonderwijs.