Exemple de întrebări despre forța Coulomb

9 exemple de întrebări despre forța Coulomb

1. Trei încărcături sunt aranjate ca în imaginea de mai jos. Forța Coulomb experimentată de sarcina B este … (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 09 x ^10⁻¹ N pentru a încărca C

B. 09 x ^10⁻¹ N pentru a încărca A

C. 18 x 10^ ¹ N pentru a încărca C

D. 18 x 10 ^{^1} N pentru a încărca A

E. 36 x 10 ^{^1} N pentru a încărca C

Pembahasan

Se știe că :

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 metri = 10 ^-1 metri

r _BC = 0,1 metri = ^10⁻¹ metri

^{k =} 9 x ^10⁶ Nm²C⁻²

Întrebare : Forța Coulomb experimentată de sarcina B

Răspuns :

Există două forțe Coulomb sau forțe electrice care acționează asupra sarcinii B, și anume forța Coulomb dintre sarcinile A și B (F_{_AB} ) și forța Coulomb dintre sarcinile B și C (F_{_BC} ). Forța Coulomb experimentată de sarcina B este rezultanta dintre F _{_AB} și F_{_BC}.

Forța Coulomb între sarcinile A și B:

Sarcina A este pozitivă, iar sarcina B este pozitivă, astfel încât F _AB se îndreaptă spre sarcina C.

Forța Coulomb între sarcinile B și C:

Sarcina B este pozitivă, iar sarcina C este pozitivă, astfel încât F _BC se îndreaptă spre sarcina A.

Forța Coulombiană resimțită de sarcina B:

F₂B = _{F₂BC –} F₂AB = 180-90 = 90 _N

Mărimea forței Coulomb la care este supusă sarcina B (F₂B ₎ este de 90 de newtoni. Direcția lui F₂B _este aceeași cu direcția lui _F₂BC , și anume spre sarcina A.

Răspunsul corect este B.

2. Mărimea și direcția forței Coulomb asupra sarcinii B este... ( k = 9 x 10⁶ ^Nm² C⁻² ^{, 1} μC = 10⁻⁶ ^C )

A. 2,5 k Q ² r ^-2 spre stânga

B. 2,5 k Q² ^r - ² spre dreapta

C. 2 k Q ² r ^-2 spre stânga

D. 2 k Q ² r ^-2 spre dreapta

E. 1 k Q ² r ^-2 spre stânga

Pembahasan

Se știe că :

Sarcina A (q _A ) = +Q

Sarcina B (q _B ) = -2Q

Sarcina C (qC ₎ = -Q

Distanța dintre sarcinile A și B (r _AB ) = r

Distanța dintre sarcinile B și C (r _BC ) = 2r

^{k =} 9 x ^10⁶ Nm²C⁻²

Întrebare : magnitudinea și direcția forței Coulomb asupra sarcinii B

Răspuns :

Forța Coulomb între sarcina A și sarcina B:

Sarcina A este pozitivă, iar sarcina B este negativă, astfel încât direcția lui F _AB este spre sarcina A.

Forța Coulomb între sarcina B și sarcina C:

Sarcina B este negativă, iar sarcina C este negativă, deci direcția lui F _BC este spre sarcina A.

Forța rezultantă care acționează asupra sarcinii B:

F = F _AB + F _BC = 2 k Q² ^/ r² ⁺ 0,5 k Q² ^/ r² ⁼ 2,5 k Q² ^/ r² ⁼ 2,5 k ^Q² r ^-2

Direcția forței Coulomb este spre sarcina A sau spre stânga.

Răspunsul corect este A.

3. Două sarcini electrice sunt plasate separat, așa cum se arată în figură. Sarcina de la punctul A este de 8 µC, iar forța atractivă care acționează asupra ambelor sarcini este de 45 N. Dacă sarcina A este deplasată spre dreapta cu 1 cm și k = 9.10 ^{9 Nm².C-2 ,} atunci forța ^atractivă care acționează asupra ambelor sarcini este…

A. 45 N

B. 60 N

C. 80 N

D. 90 N

E. 120 N

Pembahasan

Se știe că :

Sarcina electrică la A (q _A ) = 8 µC = 8 x ^10⁻⁶ Coulombs

Forța electrică dintre cele două sarcini (F) = 45 Newton

Distanța dintre cele două sarcini (r _AB ) = 4 cm = 0,04 metri = 4 x ^10⁻² metri

Constanta (k) ^{= 9} x ^10⁶ Nm²⁻⁻²

Întrebare : Forța electrică dintre cele două sarcini dacă sarcina A este deplasată spre dreapta cu 1 cm sau 0,01 metri

Răspuns :

Calculați mai întâi sarcina electrică la punctul B, apoi calculați forța electrică dintre cele două sarcini electrice, dacă sarcina electrică la punctul A este deplasată spre dreapta cu 1 cm.

Sarcina electrică la punctul B :

Rumus Legea lui Coulomb :

F = k (qA ₎ (qB ₎ / ^r²

Fr² = k( _qA ) ⁽ _qB )

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

Sarcină electrică la B :

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

q _B = (45)(16 x ^10⁻⁴ ) / 72 x ^10⁻³

q _B = (720 x ^10⁻⁴ ) / (72 x ^10³ )

q _B = 10 x 10 ^-7 Coulombs

Forța electrică dintre sarcinile electrice A și B :

Dacă sarcina de la punctul A este deplasată spre dreapta cu 1 cm, distanța dintre cele două sarcini devine 3 cm = 0,03 metri = 3 x 10⁻² ^metri.

F = k (qA ₎ (qB ₎ / ^r²

F = (9 x 10⁻⁶ ⁾ (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

Răspunsul corect este C.

4. Două sarcini electrice P și Q, aflate la o distanță de 10 cm una de cealaltă, sunt supuse unei forțe atractive de 8 N. Dacă sarcina Q este deplasată cu 5 cm către sarcina P (1 µC = 10⁻⁶ C ^{și k = 9 x 10⁶ Nm²⁻⁶ C⁻² )} , ^atunci forța ^electrică care apare este...

A. 8 N

B. 16 N

C. 32 N

D. 40 N

E. 56 N

Pembahasan

Se știe că :

Distanța dintre sarcinile P și Q (rPQ ₎ = 10 cm = 0,1 m = 1 x ^10⁻¹ m

Forța electrică dintre sarcinile P și Q (F) = 8 N

Sarcina electrică Q (q _Q ) = 40 µC = 40 x ^10⁻⁶ C

Constanta (k) ^{= 9} x ^10⁶ Nm²⁻⁻²

Întrebare : Forța electrică dintre sarcinile P și Q dacă sarcina Q este deplasată cu 5 cm către sarcina P

Răspuns :

Mai întâi se calculează sarcina electrică P, apoi se calculează forța electrică dintre cele două sarcini electrice, dacă sarcina electrică Q este deplasată cu 5 cm către sarcina P.

Sarcină electrică P :

qP = Fr² ^/ k _{( qQ} )

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

q _P = (8)(1 x ^10⁻² ) / 360 x ^10³

q _P = (8 x ^10⁻² ) / (36 x ^10⁴ )

q _P = (1 x ^10⁻² ) / (4,5 x ^10⁴ )

q _P = (1/4,5) x ^10⁻⁶ Coulomb

Forța electrică dintre sarcinile electrice P și Q :

Dacă sarcina de la Q este deplasată spre stânga cu 5 cm, distanța dintre cele două sarcini devine 5 cm = 0,05 metri = 5 x 10⁻² ^metri.

F = k (qP ₎ ( _qQ ) / ^r²

F = (9 x 10⁻⁶ ⁾ ( (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 10⁻⁴ ⁾ / (25 x ^10⁻⁴ )

F = 3,2 x 10 ^{^1}

F = 32 Newton

Răspunsul corect este C.

5. Priviți următoarea imagine a sarcinilor electrice. Forța electrică la care este supusă sarcina qB ^este _de 8 N (1 µC = 10⁻⁶ ^C ) și (k = 9.10⁶ Nm²⁻C⁻² ⁾ . ^Dacă sarcina qB _este deplasată la 4 cm de A, atunci forța electrică la care este supusă sarcina qB _este acum…

A. 2 N

B. 4 N

C. 6 N

D. 8 N

E. 10 N

Pembahasan

Se știe că :

Distanța dintre sarcinile A și B (r _AB ) = 2 cm = 0,02 m = 2 x ^10⁻² m

Forța electrică dintre sarcinile A și B (F) = 8 N

Sarcină electrică A (q _A ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ C

Constanta (k) ^{= 9} x ^10⁶ Nm²⁻⁻²

Întrebare : Forța electrică dintre sarcinile A și B dacă distanța dintre cele două sarcini este de 4 cm

Răspuns :

Mai întâi calculați sarcina electrică B, după aceea calculați forța electrică dintre cele două sarcini electrice dacă distanța dintre cele două sarcini electrice este de 4 cm = 0,04 metri = 4 x 10⁻² ^metri.

Sarcină electrică B :

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

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

q _B = (8)(4 x ^10⁻⁴ ) / (18 x ^10³ )

q _B = (32 x ^10⁻⁴ ) / (18 x ^10³ )

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

q _B = (16/9) x ^10⁻⁷ Coulombi

Forța electrică dintre sarcinile A și B :

F = k (qA ₎ (qB ₎ / ^r²

F = (9 x 10⁻⁶ ⁾ (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

Răspunsul corect este A.

6. Trei sarcini electrice sunt poziționate în punctele de colț ale triunghiului ABC cu lungimea laturii AB = BC = 20 cm și aceeași magnitudine a sarcinii (q = 2 µC) ca în imaginea din lateral (k = 9.10 × ^{9 Nm² · C⁻² ,} 1 µ ⁼ 10⁻⁶ ⁾ . Mărimea forței electrice care acționează asupra punctului B este….

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N

D. 0,81 N

E. 0,4 N

Pembahasan

Se știe că:

Sarcina în punctul A (q _A ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Sarcina în punctul B (q₂B ₎ = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Sarcina în punctul C (q _C ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Distanța B la C (r _BC ) = 20 cm = 0,2 metri = 2 x ^10⁻¹ metri

Distanța B la A (r _BA ) = 20 cm = 0,2 metri = 2 x ^10⁻¹ metri

k = 9.10 ^·9 Nm² ·C ^{- 2}

Întrebare: Mărimea forței electrice care acționează asupra punctului B

Jawab:

Forța electrică dintre sarcinile din punctele B și C:

F _BC = k (qB ⁾ ₍ qC ₎ / r _BC²

F _BC = (9 x 10⁶ ⁾ (2 x ^10⁻⁶ )(2 x ^10⁻⁶ ) / (2 x ^10⁻¹ ) ^²

F _BC = (9 x 10⁶ ⁾ (4 x ^10⁻¹ ) / (9 x ^10⁻² )

F _BC = (36 x 10⁻³ ⁾ / (4 x ^10⁻² )

F _BC = 9 x 10 ^-1

F _BC = 0,9 Newton

Sarcina electrică în punctele B și C este pozitivă, prin urmare, direcția forței electrice F _BC este spre stânga, în direcția opusă punctului C.

Forța electrică dintre sarcinile din punctele B și A:

F _BA = k (q _B )(q _A ) / r _BA ²

F _BA = (9 x 10⁶ ⁾ (2 x ^10⁻⁶ )(2 x ^10⁻⁶ ) / (2 x ^10⁻¹ ) ^²

F _BA = (9 x 10⁻⁶ ⁾ (4 x ^10⁻¹ ) / (9 x ^10⁻² )

F _BA = (36 x 10⁻³ ⁾ / (4 x ^10⁻² )

F _BA = 9 x ^10⁻¹

F _BA = 0,9 Newtoni

Sarcina electrică în punctele B și A este pozitivă, prin urmare, direcția forței electrice FBA _este în jos, în direcția opusă punctului A.

Cele două forțe electrice formează un unghi drept, prin urmare, forța electrică rezultantă care acționează în punctul B se calculează folosind formula lui Pitagora.

Răspunsul corect este B.

7. Privește următoarea imagine!

Trei sarcini Q1 _, Q2 _și Q3 _sunt poziționate în vârfurile unui triunghi dreptunghic ABC. Lungimea lui AB = BC = 30 cm. Având în vedere k = 9.10⁶ ^Nm2 · C⁻² ^și 1 µ = ^{10⁻⁶ ,} atunci forța Coulomb rezultantă asupra sarcinii Q1 _este ….

A. 1 N

B. 5 N

C. 7 N

D. 10 N

E. 12 N

Pembahasan

Se știe că:

Sarcina în punctul A (q _A ) = 3 µC = 3 x ^10⁻⁶ Coulomb

Sarcina în punctul B (q _B ) = -10 µC = -10 x 10 ^-6 Coulomb

Sarcina în punctul C (q _C ) = 4 µC = 4 x ^10⁻⁶ Coulomb

Distanța B la C (r _BC ) = 30 cm = 0,3 metri = 3 x ^10⁻¹ metri

Distanța B la A (r _BA ) = 30 cm = 0,3 metri = 3 x ^10⁻¹ metri

k = 9.10 ^·9 Nm² ·C ^{- 2}

Întrebare: Forța Coulomb rezultantă în punctul B

Jawab:

Forța electrică dintre sarcinile din punctele B și C:

F _BC = k (qB ⁾ ₍ qC ₎ / r _BC²

F _BC = (9 x 10⁶ ⁾ (10 x ^10⁻⁶ )(4 x ^10⁻⁶ ) / (3 x ^10⁻¹ ) ^²

F _BC = (9 x 10⁶ ⁾ (40 x ^10⁻¹ ) / (9 x ^10⁻² )

F _BC = (360 x 10⁻³ ⁾ / (9 x ^10⁻² )

F _BC = 40 x 10 ^-1

F _BC = 4 Newton

Sarcina electrică în punctul B este negativă, iar sarcina electrică în punctul C este pozitivă, prin urmare, direcția forței electrice F _BC este spre dreapta, către punctul C.

Forța electrică dintre sarcinile din punctele B și A:

F _BA = k (q _B )(q _A ) / r _BA ²

F _BA = (9 x 10⁶ ⁾ (10 x ^10⁻⁶ )(3 x ^10⁻⁶ ) / (3 x ^10⁻¹ ) ^²

F _BA = (9 x 10⁻⁶ ⁾ (30 x ^10⁻¹ ) / (9 x ^10⁻² )

F _BA = (270 x 10⁻³ ⁾ / (9 x ^10⁻² )

F _BA = 30 x ^10⁻¹

F _BA = 3 Newtoni

Sarcina electrică în punctul B este negativă, iar sarcina electrică în punctul A este pozitivă, prin urmare, direcția forței electrice FBA _este în sus, către punctul A.

Cele două forțe electrice formează un unghi drept, prin urmare, forța electrică rezultantă care acționează în punctul B se calculează folosind formula lui Pitagora.

Răspunsul corect este B.

8. Trei sarcini electrice sunt poziționate în punctele de colț ale triunghiului ABC cu lungimea laturii AB = BC = 20 cm și aceeași mărime a sarcinii (q = 2µC) ca în imaginea din lateral (k = 9.10⁹ nm².C^-2, 1 µ = 10^-6). Magnitudinea forței electrice lucrul în punctul B este….

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

Pembahasan

Se știe că:
Sarcina în punctul A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Sarcina în punctul B (q_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Sarcina în punctul C (q_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Distanța de la B la C (r_BC) = 20 cm = 0,2 metri = 2 x 10^-1 metru
Distanța de la B la A (r_BA) = 20 cm = 0,2 metri = 2 x 10^-1 metru
k = 9.10⁹ nm².C^-2
Întrebat: Mărimea forței electrice care acționează în punctul B
Jawab:

Forța electrică dintre sarcinile din punctele B și 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 Newtoni
Sarcina electrică în punctele B și C este pozitivă, prin urmare direcția forței electrice F este_BC la stânga, departe de punctul C.

Forța electrică dintre sarcinile din punctele B și 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 Newtoni
Sarcina electrică în punctele B și A este pozitivă, prin urmare direcția forței electrice F este_BA în jos, departe de punctul A.

Cele două forțe electrice formează un unghi drept, prin urmare, forța electrică rezultantă care acționează în punctul B se calculează folosind formula lui Pitagora.
Răspunsul corect este B.

9. Privește următoarea imagine!
Trei acuzații Q₁,Q₂și Q₃ se află în vârful triunghiului dreptunghic ABC. Lungimea lui AB = BC = 30 cm. Se știe că k = 9.10⁹ nm².C^-2 și 1 µ = 10^-6 atunci forța Coulomb rezultantă asupra sarcinii Q₁ este….

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

Pembahasan
Se știe că:
Sarcina în punctul A (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Coulomb
Sarcina în punctul B (q_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 Coulomb
Sarcina în punctul C (q_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 Coulomb
Distanța de la B la C (r_BC) = 30 cm = 0,3 metri = 3 x 10^-1 metru
Distanța de la B la A (r_BA) = 30 cm = 0,3 metri = 3 x 10^-1 metru
k = 9.10⁹ nm².C^-2
Întrebat: Forța Coulomb rezultantă în punctul B
Jawab:
Forța electrică dintre sarcinile din punctele B și 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 Newtoni
Sarcina electrică în punctul B este negativă, iar sarcina electrică în punctul C este pozitivă, prin urmare, direcția forței electrice F este_BC spre dreapta, spre punctul C.

Forța electrică dintre sarcinile din punctele B și 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 Newtoni
Sarcina electrică în punctul B este negativă, iar sarcina electrică în punctul A este pozitivă, prin urmare, direcția forței electrice F este_BA în sus, spre punctul A.
 
Cele două forțe electrice formează un unghi drept, prin urmare, forța electrică rezultantă care acționează în punctul B se calculează folosind formula lui Pitagora.
Răspunsul corect este B.

Sursa întrebării:

Întrebări de fizică pentru examenul național de liceu/liceu vocațional