Voorbeeldvragen over de wet van Coulomb

10 voorbeelden van de wet van Coulomb

1. Twee ladingen zijn opgesteld zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. De lading bij A is +8 microcoulomb en de lading bij B is -5 microcoulomb. Coulomb-kracht De werking op beide ladingen is... (k = 9 x 10)⁹ Nm²C^-2, 1 microcoulomb = 10^-6 C)

Discussie
Het is bekend :

gevraagd De grootte van de elektrische kracht die op beide ladingen inwerkt.
Antwoorden :

Formule de wet van Coulomb :

Groot elektrische kracht die op beide belastingen inwerkt:

2. Een elektrische lading P = +10 microcoulomb en een elektrische lading Q = +20 microcoulomb zijn van elkaar gescheiden zoals weergegeven in de figuur. De grootte van de coulombkracht die op beide ladingen werkt is…

Discussie
Het is bekend :

gevraagd De grootte van de Coulombkracht die op beide ladingen inwerkt.
Antwoorden :

De grootte van de Coulombkracht, oftewel de elektrische kracht, die op beide ladingen inwerkt, is 125 Newton.

3. Drie elektrische ladingen zijn afzonderlijk geplaatst zoals weergegeven in de afbeelding! Lading A = -5 microcoulomb, lading B = +10 microcoulomb en lading C = -12 microcoulomb. De grootte en richting van de elektrische kracht op lading B zijn…

Discussie
Het is bekend :

gevraagd De grootte en richting van de elektrische kracht op lading B.
Antwoorden :
De elektrische kracht op lading B is het resultaat van de elektrische kracht tussen ladingen A en B en de elektrische kracht tussen ladingen B en C.
De elektrische kracht tussen ladingen A en B :

Lading A is negatief en lading B is positief, dus de richting van de Coulombkracht is naar lading A toe en van lading B af (naar links).
De elektrische kracht tussen ladingen B en C :

Lading B is positief en lading C is negatief, dus de richting van de Coulombkracht is naar lading C toe en van lading B af (naar rechts).
Resulterende elektrische kracht op lading B :
Richting F_AB naar links en richting F_BC naar rechts.
F_B =F_AB - F_BC = 675 N – 125 N = 550 Newton.
De richting van de resulterende elektrische kracht op lading B (F_B) = richting van de elektrische kracht F_AB, namelijk richting lading C (naar rechts).

4. Elektrische lading +Q₁ = 10 microcoulomb, +Q₂ = 50 microcoulomb en Q₃ gescheiden zoals weergegeven in de afbeelding. Zodat de elektrische kracht die op de lading Q werkt, wordt verdeeld.₂ = nul dan de lading Q₃ is…

Discussie
Het is bekend :
Lading 1 (q₁) = +10 μC = +10 x 10^-6 Coulomb
Lading 2 (q₂) = +50 μC = +50 x 10^-6 Coulomb
De afstand tussen ladingen 1 en 2 (r)₁₂) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10^-2 m
De afstand tussen ladingen 2 en 3 (r)₂₃) = 6 cm = 0,06 m = 6 x 10^-2 m
De resulterende elektrische kracht op lading 2 (F₂) = 0
gevraagd : lading 3 (q₃)
Antwoorden :
De elektrische kracht op lading 2 is het resultaat van de elektrische kracht tussen ladingen 1 en 2 en de elektrische kracht tussen ladingen 2 en 3.
De elektrische kracht tussen ladingen 1 en 2 :

Lading 1 is positief en lading 2 is positief, dus de richting is F.₁₂ is in de richting van lading 3 (naar rechts).
De elektrische kracht tussen ladingen 2 en 3 :

Lading 2 is positief en lading 3 is positief, dus de richting is F.₂₃ is in de richting van lading 1 (naar links).
Resulterende elektrische kracht op lading 2 = 0 :
Richting F₁₂ naar rechts en richting F₂₃ naar links.

5. In de afbeelding hiernaast is de afstotende kracht die de twee ladingen ondervinden 144 N, dus de afstand tussen de twee ladingen is… (1 μC = 10^-6 C en k = 9.10⁹ nm².C^-2)

A. 4 cm

B. 5 cm

C. 8 cm

D. 10 cm

E. 12 cm

Discussie

Het is bekend dat:

Elektrische kracht (F)₁₂) = 144 N

Lading 1 (q₁) = 10 μC = 10 x 10^-6 C

Lading 2 (q₂) = 4 μC = 4 x 10^-6 C

Coulombconstante (k) = 9 X 10⁹ nm².C^-2

C = Coulomb, N = Newton, m = meter

Gevraagd: De afstand tussen de twee ladingen (r)

Antwoord :

Formule van de wet van Coulomb:

Beschrijving: F = elektrische kracht, k = kCoulombconstante, q = elektrische lading, r = afstand tussen de twee elektrische ladingen.

De afstand tussen de twee ladingen (r) = 5 x 10^-2 meter = 5 x 10^-2 x 10² centimeter = 5 centimeter.

Het juiste antwoord is B.

6. In de onderstaande afbeelding zijn twee elektrische ladingen weergegeven. Als de Coulombkracht die beide ladingen ondervinden 3,6 N bedraagt, dan is de afstand tussen de twee ladingen... (1 μC = 10^-6 C en k = 9.10⁹ nm².C^-2)

A. 30,0 cm

B. 27,0 cm

C. 9,0 cm

D. 3,0 cm

E. 0,3 cm

E. 12 cm

Discussie

Het is bekend dat:

Elektrische kracht (F)₁₂) = 3,6 N

Lading 1 (q₁) = 9 μC = 9 x 10^-6 C

Lading 2 (q₂) = 4 μC = 4 x 10^-6 C

Coulombconstante (k) = 9 X 10⁹ nm².C^-2

C = Coulomb, N = Newton, m = meter

Gevraagd: De afstand tussen de twee ladingen (r)

Antwoord :

Formule van de wet van Coulomb:

Beschrijving: F = elektrische kracht, k = kCoulombconstante, q = elektrische lading, r = afstand tussen de twee elektrische ladingen.

De afstand tussen de twee ladingen (r) = 0,3 meter = 0,3 x 100 centimeter = 30 centimeter.

Het juiste antwoord is A.

7. Drie puntladingen bevinden zich op de hoeken van een driehoek, zoals weergegeven in de figuur. De grootte van de Coulombkracht in punt A is… (k = 9.10⁹ nm².C^-2; 1 µ = 10^-6)

A. 10 N

B. 60 N

C. 90 N

D. 90√2 N

E. 100√2 N

Discussie

Het is bekend dat:

Laad A (q_A) = -2 μC = -2 x 10^-6 C

Lading B (q_B) = 8 μC = 8 x 10^-6 C

Lading C (q_C) = 4,5 μC = 4,5 x 10^-6 C

Coulombconstante (k) = 9 X 10⁹ nm².C^-2

De afstand tussen ladingen A en B (r)_AB) = 4 cm = 4 x 10^-2 meter

De afstand tussen ladingen A en C (r)_AC) = 3 cm = 3 x 10^-2 meter

C = Coulomb, N = Newton, m = meter

Gevraagd: Elektrische kracht op punt A

Antwoord :

Formule van de wet van Coulomb:

Beschrijving: F = elektrische kracht, k = kCoulombconstante, q = elektrische lading, r = afstand tussen de twee elektrische ladingen.

Elektrische kracht op punt A:

F_AB en F_AC vormt een rechte hoek, zodat de resulterende kracht kan worden berekend met behulp van de formule. Pythagoras.

Het juiste antwoord is D.

8. Twee objecten met een elektrische lading Q₁ en Q₂ Op een afstand van r cm ontstaat een afstotende kracht van 10 N. Vervolgens oefent de lading Q een kracht uit van 10 N.₁ verschoven zodat de ontstane kracht 40 N wordt. De constante k = 9 x 10⁹ nm².C^-2dan de lading Q₁ moet worden bewogen door…

A. 1/2 r verwijderd van Q₂

B. 1/2 r nadert Q₂

C. 1 r beweegt zich weg van Q₂

D. 2 r nadert Q₂

E. 2 r beweegt zich weg van Q₂

Discussie

Het is bekend dat:

Afstand Q₁ en Q₂ = r cm

Afstotingskracht (F) = 10 N

Als de lading Q₁ verschoven, afstotende kracht (F) = 40 N

Constante (k) = 9 x 10⁹ nm².C^-2

Gevraagd: lading Q₁ moet worden bewogen door…

Antwoord :

Formule voor elektrische kracht:

F = k Q₁ Q₂ / r²

De afstand (r) is omgekeerd evenredig met de kracht (F). Dit betekent dat als de kracht groter is, de afstand tussen de ladingen kleiner zal zijn. Dus de lading Q₁ moet worden verplaatst mendekati lading Q₂.

Het juiste antwoord is B.

9. Elektrische lading +q₃ = 20 μC, +q₂ = 10 μC en q₁ gescheiden zoals weergegeven in de afbeelding. Zodat de Coulombkracht die op de lading q werkt,₂ = nul dan de lading q₁ is …
A. +2 μC
B. –2 μC
C. +5 μC
D. –5 μC
E. +8 μC
Discussie:
Het is bekend :
+q₃ = 20 μC
+q₂ = 10 μC
gevraagd :
q₁ =?
Antwoorden :
Bij lading q₂ arbeidskracht F₂₃ en F₂₁, waarbij F₂₃ gericht naar links. Zodat de resulterende kracht die op q werkt₂ gelijk aan nul dan q₁ moet positief zijn zodat de kracht F₂₁ richting rechts.
Laad q₁ = +5 μC.
Het juiste antwoord is C.

10. Drie elektrische ladingen +q₁= 5 μC, +q₂ = 10 μC en +q₃ = 10 μC in een lijn. Als a = 10 cm, dan zijn de grootte en richting van de elektrische kracht die op de lading q werkt₂ is… (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2)

A. 7,5 N richting q₁
B. 11,25 N richting q₂
C. 15 N richting q₁
D. 22,5 N richting q₁
O. 78,75 N richting q₁
Discussie:
Het is bekend :
q₁= 5 μC, q₂ = 10 μC en q₃ = 10 μC
een = 0,1 meter

gevraagd :
De grootte en richting van de resulterende Coulombkracht op q₂ ?
Antwoorden :
Er werken twee Coulombkrachten op q.₂, namelijk F₂₁ en F₂₃, waarbij de richtingen van deze twee krachten tegengesteld zijn. q₁ positief en q₂ positief zodat de kracht F₂₁ richting rechts (naar q)₃). Q₂ positief en q₃ positief zodat de kracht F₂₃ naar links (richting q)₁).

De grootte van de resulterende elektrische kracht = 90 N – 11,25 N = 78,75 N.
De richting van de resulterende kracht is gelijk aan de richting van kracht F.₂₃, richting q₁.
Het juiste antwoord is E.