Prawo Coulomba – problemy i rozwiązania

1. Dwa ładunki punktowe, QA = +8 μC i QB = -5 μC, są od siebie oddalone o odległość r = 10 cm. Jaka jest wartość siła elektrycznaStała k = 8.988 x 109 Nm2C-2 = 9 x 109 Nm2C-2.

Prawo Coulomba – problemy i rozwiązania 1

Znany:

Ładunek A (q A ) = +8 μC = +8 x 10 -6 C

Ładunek B (q B ) = -5 μC = -5 x 10 -6 C

k = 9 x 10 9 Nm2 C − 2

Odległość między ładunkami A i B (r AB ) = 10 cm = 0.1 m

Poszukiwana : wielkość siły elektrycznej

rozwiązanie:

Wzór prawa Coulomba :

Prawo Coulomba – problemy i rozwiązania 2

Wielkość siły elektrycznej:

Prawo Coulomba – problemy i rozwiązania 16

[irp]

2. Dwie naładowane cząstki, jak pokazano na poniższym rysunku, Q P = +10 μC i Q q = +20 μC, są oddalone od siebie o odległość r = 10 cm. Jaka jest wartość siły elektrostatycznej?

Prawo Coulomba – problemy i rozwiązania 4

Znany:

Ładunek P (Q P ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

Ładunek Q (Q Q ) = +20 μC = +20 x 10 -6 C

k = 9 x 10 9 Nm2 C − 2

Odległość między ładunkami P i Q (r PQ ) = 12 cm = 0.12 m = 12 x 10 -2 m

Poszukiwane: Wielkość siły elektrycznej

rozwiązanie:

Prawo Coulomba – problemy i rozwiązania 15

[irp]

3. Trzy naładowane cząstki ułożono w linii, jak pokazano na poniższym rysunku. Ładunek A = -5 μC, ładunek B = +10 μC i ładunek C = -12 μC. Oblicz wypadkową siłę elektrostatyczną działającą na cząstkę B, wynikającą z obecności dwóch pozostałych ładunków.

Prawo Coulomba – problemy i rozwiązania 6

Znany:

Ładunek A (q A ) = -5 μC = -5 x 10 -6 C

Ładunek B (q B ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

Ładunek C (q C ) = -12 μC = -12 x 10 -6 C

k = 9 x 10 9 Nm2 C − 2

Odległość między cząstkami A i B (r AB ) = 6 cm = 0.06 m = 6 x 10 -2 m

Odległość między cząstkami B i C (r BC ) = 4 cm = 0.04 m = 4 x 10 -2 m

Poszukiwane: wielkość i kierunek wypadkowej siły elektrostatycznej działającej na cząstkę B

rozwiązanie:

Siła wypadkowa działająca na cząstkę B jest sumą wektorową siły F BA wywieranej na cząstkę B przez cząstkę A i siły F BC wywieranej na cząstkę B przez cząstkę C.

Siła F BA wywierana na cząstkę B przez cząstkę A:

 

Prawo Coulomba – problemy i rozwiązania 14

Kierunek siły elektrostatycznej wskazuje na cząstkę A (wskaż na lewo).

Siła F BC wywierana na cząstkę B przez cząstkę A:

 

Prawo Coulomba – problemy i rozwiązania 13

Kierunek siły elektrostatycznej wskazuje na cząstkę C (wskaźnik w prawo).

Całkowita siła elektrostatyczna działająca na cząstkę B :

F B = F AB – F BC = 675 N – 125 N = 550 niutonów.

Kierunek wypadkowej siły elektrostatycznej działającej na cząstkę B wskazuje na cząstkę C (wskazuje w prawo).

[irp]

4. +Q 1 = 10 μC, +Q 2 = 50 μC i Q 3 są rozdzielone, jak pokazano na poniższym rysunku. Jaki jest ładunek elektrostatyczny na cząstce 3, jeśli wypadkowa siła elektrostatyczna na cząstce 2 wynosi zero?

Prawo Coulomba – problemy i rozwiązania 9

Znany:

Ładunek 1 (q 1 ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

Ładunek 2 (q 2 ) = +50 μC = +50 x 10 -6 C

Odległość między ładunkami 1 i 2 (r 12 ) = 2 cm = 0.02 m = 2 x 10 -2 m

Odległość między ładunkiem 2 i ładunkiem 3 (r23 ) = 6 cm = 0.06 m = 6 x 10 -2 m

Całkowita siła elektrostatyczna działająca na cząstkę 2 (F 2 ) = 0

Poszukiwany : opłata 3 (q 3 )

rozwiązanie:

Siła wypadkowa działająca na cząstkę 2 jest sumą wektorową siły F 21 wywieranej na cząstkę 2 przez cząstkę 1 i siły F 23 wywieranej na cząstkę 2 przez cząstkę 3.

Siła F 21 wywierana na cząstkę 2 przez cząstkę 1:

Prawo Coulomba – problemy i rozwiązania 10

Kierunek siły elektrostatycznej wskazuje na cząstkę 3 (wskaźnik w prawo).

Siła F23 wywierane na cząstkę 2 przez cząstkę 3: 

Kierunek siły elektrostatycznej wskazuje na cząstkę 1 (wskaźnik na lewo).

Całkowita siła elektrostatyczna działająca na cząstkę 2 = 0:

Prawo Coulomba – problemy i rozwiązania 11

Zostaw komentarz