Príklady otázok o Coulombovej sile

9 príkladov otázok týkajúcich sa Coulombovej sily

1. Tri záťaže sú usporiadané ako na obrázku nižšie. Coulombova sila pôsobiaca na náboj B je … (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 09 x 10 ¹ N na nabíjanie C

B. 09 x 10 ¹ N na nabíjanie A

C. 18 x 10⁻¹ ^N na nabitie C

D. 18 x 10 ¹ N na nabíjanie A

E. 36 x 10⁻¹ ^N na nabíjanie C

Diskusia

Je známe, že :

q _A = 10 µC = 10 x ^10⁻⁶ C = ^10⁻⁶ Coulombov

q _B = 10 µC = 10 x ^10⁻⁶ = ^10⁻⁶ Coulombov

q _C = 20 µC = 20 x ^10⁻⁶ = 2 x ^10⁻⁶ Coulombov

r _AB = 0,1 metra = ^10⁻¹ metra

r _BC = 0,1 metra = ^10⁻¹ metrov

k = 9 x ^10⁻⁹ Nm² C ^{− 2}

Otázka : Coulombova sila pôsobiaca na náboj B

Odpoveď :

Na náboj B pôsobia dve Coulombove sily alebo elektrické sily, a to Coulombova sila medzi nábojmi A a B (FAB ₎ a Coulombova sila medzi nábojmi B a C (FBC ₎ . Coulombova sila, ktorej pôsobí náboj B, je výslednicou _FAB a _FBC.

Coulombova sila medzi nábojmi A a B:

Náboj A je kladný a náboj B je kladný, takže F _AB smeruje k náboju C.

Coulombova sila medzi nábojmi B a C:

Náboj B je kladný a náboj C je kladný, takže FBC _smeruje k náboju A.

Coulombova sila pôsobiaca na náboj B:

F _B = F _BC – F _AB = 180 – 90 = 90 N

Veľkosť Coulombovej sily, ktorou pôsobí náboj B (F _B ), je 90 Newtonov. Smer F _B je rovnaký ako smer F _BC , teda smerom k náboju A.

Správna odpoveď je B.

2. Veľkosť a smer Coulombovej sily pôsobiacej na náboj B je... ( k = 9 x 109 ^Nm²C − 2 ^{, 1} μC = 10−6 ^C )

A. 2,5 k Q ² r ^-2 doľava

B. 2,5 k Q ² r ^-2 doprava

C. 2 k Q ² r ^-2 doľava

D. 2 k Q ² r ^-2 doprava

E. 1 k Q ² r ^-2 doľava

Diskusia

Je známe, že :

Náboj A (q _A ) = +Q

Náboj B (q _B ) = -2Q

Náboj C (qC ₎ = -Q

Vzdialenosť medzi nábojmi A a B (r _AB ) = r

Vzdialenosť medzi nábojmi B a C (rBC ₎ = 2r

k = 9 x ^10⁻⁹ Nm² C ^{− 2}

Hľadá sa : veľkosť a smer Coulombovej sily pôsobiacej na náboj B

Odpoveď :

Coulombova sila medzi nábojom A a nábojom B:

Náboj A je kladný a náboj B je záporný, takže smer F _AB je k náboju A

Coulombova sila medzi nábojom B a nábojom C:

Náboj B je záporný a náboj C je záporný, takže smer FBC _je k náboju A.

Výsledná sila pôsobiaca na náboj B:

F = _FAB + _FBC = 2k Q2 ^/ r2 ⁺ 0,5k Q2 ^/ r2 ⁼ 2,5k Q2 ^/ r2 ⁼ 2,5k ^{Q2 /} r2

Smer Coulombovej sily je smerom k náboju A alebo doľava.

Správna odpoveď je A.

3. Dva elektrické náboje sú umiestnené oddelene, ako je znázornené na obrázku. Náboj v bode A je 8 µC a príťažlivá sila pôsobiaca na oba náboje je 45 N. Ak sa náboj A posunie doprava o 1 cm a k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 , potom príťažlivá sila pôsobiaca na oba náboje je…

A. 45 N

B. 60 N

C. 80 N

D. 90 N

V. 120 N

Diskusia

Je známe, že :

Elektrický náboj pri A (q _A ) = 8 µC = 8 x ^10⁻⁶ Coulombov

Elektrická sila medzi dvoma nábojmi (F) = 45 Newtonov

Vzdialenosť medzi dvoma nábojmi (r _AB ) = 4 cm = 0,04 metra = 4 x ^10⁻² metrov

Konštanta (k) = 9 x 10 ^{^ 9} Nm² · ^C⁻²

Otázka : Elektrická sila medzi dvoma nábojmi, ak sa náboj A posunie doprava o 1 cm alebo 0,01 metra

Odpoveď :

Najprv vypočítajte elektrický náboj v bode B, potom vypočítajte elektrickú silu medzi dvoma elektrickými nábojmi, ak je elektrický náboj v bode A posunutý doprava o 1 cm.

Elektrický náboj v bode B :

Vzorec Coulombov zákon :

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

Fr² = k( _qA ) ⁽ _qB )

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

Elektrický náboj v bode B :

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

Elektrická sila medzi elektrickými nábojmi A a B :

Ak sa náboj v bode A posunie doprava o 1 cm, vzdialenosť medzi oboma nábojmi sa zvýši na 3 cm = 0,03 metra = 3 x 10⁻² ^metrov.

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

F = (9 x 10⁻ ⁾ (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 Newtonov

Správna odpoveď je C.

4. Dva elektrické náboje P a Q , ktoré sú od seba vzdialené 10 cm ^, pôsobia príťažlivou silou 8 N. Ak sa náboj Q posunie o 5 cm smerom k náboju P (1 µC = 10⁻⁶ ^C a k = 9 x ^10⁻⁶ Nm².C⁻² ), potom ^vznikajúca elektrická sila je...

A. 8 N

B. 16 N

C. 32 N

D. 40 N

V. 56 N

Diskusia

Je známe, že :

Vzdialenosť medzi nábojmi P a Q (r _PQ ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x ^10⁻¹ m

Elektrická sila medzi nábojmi P a Q (F) = 8 N

Elektrický náboj Q (q _Q ) = 40 µC = 40 x ^10⁻⁶ C

Konštanta (k) = 9 x 10 ^{^ 9} Nm² · ^C⁻²

Otázka : Elektrická sila medzi nábojmi P a Q, ak sa náboj Q posunie o 5 cm smerom k náboju P

Odpoveď :

Najprv vypočítajte elektrický náboj P, potom vypočítajte elektrickú silu medzi dvoma elektrickými nábojmi, ak je elektrický náboj Q posunutý o 5 cm smerom k náboju P.

Elektrický náboj P :

qP = Fr² ^/ k _{( qQ} )

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

qP ₌ (8)(1 x 10⁻² ⁾ / 360 x ^10³

qP ₌ (8 x ^10⁻² ) / (36 x ^10⁴ )

qP ₌ (1 x ^10⁻² ) / (4,5 x ^10⁴ )

q _P = (1/4,5) x ^10⁻⁶ Coulombov

Elektrická sila medzi elektrickými nábojmi P a Q :

Ak sa náboj v bode Q posunie doľava o 5 cm, vzdialenosť medzi oboma nábojmi sa zmení na 5 cm = 0,05 metra = 5 x ^10⁻² metrov

F = k(qP ₎ (qQ ₎ / ^r2

F = (9 x 10⁻ ⁾ ( (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 Newtonov

Správna odpoveď je C.

5. Pozrite sa na nasledujúci obrázok elektrických nábojov. Elektrická sila pôsobiaca na náboj q _B je 8 N (1 µC = 10⁻⁶ ^C ) a (k = 9.10⁻⁹ ^{Nm²⁻² C} ) ^. Ak sa náboj q _B posunie o 4 cm od bodu A, potom elektrická sila pôsobiaca na q _B je teraz…

A. 2 N

B. 4 N

C. 6 N

D. 8 N

V. 10 N

Diskusia

Je známe, že :

Vzdialenosť medzi nábojmi A a B (rAB ₎ = 2 cm = 0,02 m = 2 x ^10⁻² m

Elektrická sila medzi nábojmi A a B (F) = 8 N

Elektrický náboj A (q _A ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ C

Konštanta (k) = 9 x 10 ^{^ 9} Nm² · ^C⁻²

Otázka : Elektrická sila medzi nábojmi A a B, ak je vzdialenosť medzi nimi 4 cm.

Odpoveď :

Najprv vypočítajte elektrický náboj B, potom vypočítajte elektrickú silu medzi dvoma elektrickými nábojmi, ak je vzdialenosť medzi nimi 4 cm = 0,04 metra = 4 x 10⁻² ^metrov.

Elektrický náboj B :

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

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

Elektrická sila medzi nábojmi A a B :

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

F = (9 x 10⁻ ⁾ (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 Newtonov

Správna odpoveď je A.

6. V rohoch trojuholníka ABC s dĺžkou strany AB = BC = 20 cm a rovnakou veľkosťou náboja (q = 2µC) ako na obrázku na boku (k = 9.10⁻¹ ^Nm² · ^C⁻² , ¹ µ = 10⁻⁶ ⁾ . Veľkosť elektrickej sily pôsobiacej na bod B je….

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N

D. 0,81 N

V. 0,4 N

Diskusia

Je známe, že:

Náboj v bode A (q _A ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Náboj v bode B (q _B ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Náboj v bode C (q _C ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Vzdialenosť B k C (r _BC ) = 20 cm = 0,2 metra = 2 x ^10⁻¹ metrov

Vzdialenosť B k A (r _BA ) = 20 cm = 0,2 metra = 2 x ^10⁻¹ metrov

^k = ^9,109 Nm² · ^C⁻²

Otázka: Veľkosť elektrickej sily pôsobiacej na bod B

Odpoveď:

Elektrická sila medzi nábojmi v bodoch B a C:

FBC = k( ^qB ₎ ( _{qC )} / _rBC²

FBC ₌ (9 x 109 ⁾ (10 x ^2-6 )(2 x ^10-6 ) / (2 x ^10-1 ) ²

FBC ₌ (9 x 109 ⁾ (4 x ^10-12 ) / (9 x ^10-2 )

FBC ₌ (36 x 10⁻³ ⁾ / (4 x ^10⁻² )

FBC ₌ 9 x ^10⁻¹

FBC = _0,9 Newtony

Elektrický náboj v bodoch B a C je kladný, preto smer elektrickej sily FBC _je doľava, smerom od bodu C.

Elektrická sila medzi nábojmi v bodoch B a A:

FBA = k( ^qB ₎ ( _qA ) _{/ rBA²}

FBA ₌ (9 x 109 ⁾ (10 x ^2-6 )(2 x ^10-6 ) / (2 x ^10-1 ) ²

FBA ₌ (9 x 109 ⁾ (4 x ^10-12 ) / (9 x ^10-2 )

FBA = ₍ 36 x 10⁻³ ⁾ / (4 x ^10⁻² )

FBA ₌ 9 x ^10⁻¹

FBA = _0,9 Newtony

Elektrický náboj v bodoch B a A je kladný, preto smer elektrickej sily FBA _smeruje nadol, od bodu A.

Dve elektrické sily zvierajú pravý uhol, preto sa výsledná elektrická sila pôsobiaca v bode B vypočíta pomocou Pytagorovej rovnice.

Správna odpoveď je B.

7. Pozrite sa na nasledujúci obrázok!

Tri náboje Q1 _, Q2 _a Q3 _sú umiestnené na vrcholoch pravouhlého trojuholníka ABC. Dĺžka AB = BC = 30 cm. Ak je k = 9,109 ^Nm2.C - 2 ^a 1 µ = ^{10-6 ,} výsledná Coulombova sila pôsobiaca na náboj Q1 _je ….

A. 1 N

B. 5 N

C. 7 N

D. 10 N

V. 12 N

Diskusia

Je známe, že:

Náboj v bode A (q _A ) = 3 µC = 3 x ^10⁻⁶ Coulomb

Náboj v bode B (q _B ) = -10 µC = -10 x 10 ^-6 Coulombov

Náboj v bode C (q _C ) = 4 µC = 4 x ^10⁻⁶ Coulomb

Vzdialenosť B k C (r _BC ) = 30 cm = 0,3 metra = 3 x ^10⁻¹ metrov

Vzdialenosť B k A (r _BA ) = 30 cm = 0,3 metra = 3 x ^10⁻¹ metrov

^k = ^9,109 Nm² · ^C⁻²

Otázka: Výsledná Coulombova sila v bode B

Odpoveď:

Elektrická sila medzi nábojmi v bodoch B a C:

FBC = k( ^qB ₎ ( _{qC )} / _rBC²

FBC ₌ (9 x 109 ⁾ (10 x ^10-6 )(4 x ^10-6 ) / (3 x ^10-1 ) ²

FBC ₌ (9 x 109 ⁾ (40 x ^10-12 ) / (9 x ^10-2 )

FBC ₌ (360 x 10⁻³ ⁾ / (9 x ^10⁻² )

FBC ₌ 40 x ^10⁻¹

FBC = ₄ Newtony

Elektrický náboj v bode B je záporný a elektrický náboj v bode C je kladný, preto smer elektrickej sily FBC _je doprava smerom k bodu C.

Elektrická sila medzi nábojmi v bodoch B a A:

FBA = k( ^qB ₎ ( _qA ) _{/ rBA²}

FBA ₌ (9 x 109 ⁾ (10 x ^10-6 )(3 x ^10-6 ) / (3 x ^10-1 ) ²

FBA ₌ (9 x 109 ⁾ (30 x ^10-12 ) / (9 x ^10-2 )

FBA = ₍ 270 x 10⁻³ ⁾ / (9 x ^10⁻² )

FBA ₌ 30 x ^10⁻¹

FBA = ₃ Newtony

Elektrický náboj v bode B je záporný a elektrický náboj v bode A je kladný, preto smer elektrickej sily FBA _smeruje nahor k bodu A.

Dve elektrické sily zvierajú pravý uhol, preto sa výsledná elektrická sila pôsobiaca v bode B vypočíta pomocou Pytagorovej rovnice.

Správna odpoveď je B.

8. V rohových bodoch trojuholníka ABC s dĺžkou strany AB = BC = 20 cm a rovnakou veľkosťou náboja (q = 2µC) ako na obrázku na boku (k = 9.10⁹ nm².C^-2, 1 µ = 10^-6). Veľkosť elektrickej sily práca v bode B je….

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

Diskusia

Je známe, že:
Náboj v bode A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 coulomb
Náboj v bode B (q_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 coulomb
Náboj v bode C (q_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 coulomb
Vzdialenosť od B do C (r_BC) = 20 cm = 0,2 metra = 2 x 10^-1 meter
Vzdialenosť od B do A (r_BA) = 20 cm = 0,2 metra = 2 x 10^-1 meter
k = 9.10⁹ nm².C^-2
Opýtal sa: Veľkosť elektrickej sily pôsobiacej v bode B
Odpoveď:

Elektrická sila medzi nábojmi v bodoch B a 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 Newtonov
Elektrický náboj v bodoch B a C je kladný, preto smer elektrickej sily F je_BC doľava, smerom od bodu C.

Elektrická sila medzi nábojmi v bodoch B a 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 Newtonov
Elektrický náboj v bodoch B a A je kladný, preto smer elektrickej sily F je_BA dole, preč od bodu A.

Dve elektrické sily zvierajú pravý uhol, preto sa výsledná elektrická sila pôsobiaca v bode B vypočíta pomocou Pytagorovej rovnice.
Správna odpoveď je B.

9. Pozrite sa na nasledujúci obrázok!
Tri náboje Q₁,Q₂a Q₃ je na vrchole pravouhlého trojuholníka ABC. Dĺžka AB = BC = 30 cm. Je známe, že k = 9.10⁹ nm².C^-2 a 1 µ = 10^-6 potom výsledná Coulombova sila pôsobiaca na náboj Q₁ je….

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

Diskusia
Je známe, že:
Náboj v bode A (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 coulomb
Náboj v bode B (q_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 coulomb
Náboj v bode C (q_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 coulomb
Vzdialenosť od B do C (r_BC) = 30 cm = 0,3 metra = 3 x 10^-1 meter
Vzdialenosť od B do A (r_BA) = 30 cm = 0,3 metra = 3 x 10^-1 meter
k = 9.10⁹ nm².C^-2
Opýtal sa: Výsledná Coulombova sila v bode B
Odpoveď:
Elektrická sila medzi nábojmi v bodoch B a 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 Newtonov
Elektrický náboj v bode B je záporný a elektrický náboj v bode C je kladný, preto smer elektrickej sily F je_BC doprava smerom k bodu C.

Elektrická sila medzi nábojmi v bodoch B a 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 Newtonov
Elektrický náboj v bode B je záporný a elektrický náboj v bode A je kladný, preto smer elektrickej sily F je_BA smerom k bodu A.
 
Dve elektrické sily zvierajú pravý uhol, preto sa výsledná elektrická sila pôsobiaca v bode B vypočíta pomocou Pytagorovej rovnice.
Správna odpoveď je B.

Zdroj otázky:

Otázky z fyziky na národnej skúške pre stredné školy/odborné gymnázium