Coulombov zákon – problémy a riešenia

1. Dvojbodové náboje, QA = +8 μC a QB = -5 μC, sú od seba vzdialené r = 10 cm. Aká je veľkosť elektrická silaKonštanta k = 8.988 x 109 Nm2C-2 = 9 x 109 Nm2C-2.

Coulombov zákon – problémy a riešenia 1

Známe:

Náboj A (q A ) = +8 μC = +8 x 10⁻⁶ C

Náboj B (q B ) = -5 μC = -5 x 10 -6 C

k = 9 x 10⁻⁹ Nm² C 2

Vzdialenosť medzi nábojmi A a B (r AB ) = 10 cm = 0.1 m

Hľadané : Veľkosť elektrickej sily

riešenie:

Vzorec Coulombovho zákona :

Coulombov zákon – problémy a riešenia 2

Veľkosť elektrickej sily:

Coulombov zákon – problémy a riešenia 16

Pozri tiež  Rovnica momentu zotrvačnosti

2. Dve nabité častice, ako je znázornené na obrázku nižšie. Q P = +10 μC a Q q = +20 μC , sú od seba vzdialené r = 10 cm. Aká je veľkosť elektrostatickej sily?

Coulombov zákon – problémy a riešenia 4

Známe:

Náboj P (QP ) = +10 μC = +10 x 10⁻⁶ C

Náboj Q (Q Q ) = +20 μC = +20 x 10⁻⁶ C

k = 9 x 10⁻⁹ Nm² C 2

Vzdialenosť medzi nábojmi P a Q (r PQ ) = 12 cm = 0.12 m = 12 x 10⁻² m

Hľadaná hodnota: Veľkosť elektrickej sily

riešenie:

Coulombov zákon – problémy a riešenia 15

Pozri tiež  Pohyb s konštantnou rýchlosťou – problémy a riešenia

3. Tri nabité častice sú usporiadané v rade, ako je znázornené na obrázku nižšie. Náboj A = -5 μC, náboj B = +10 μC a náboj C = -12 μC. Vypočítajte výslednú elektrostatickú silu pôsobiacu na časticu B v dôsledku ostatných dvoch nábojov.

Coulombov zákon – problémy a riešenia 6

Známe:

Náboj A (q A ) = -5 μC = -5 x 10⁻⁶ C

Náboj B (q B ) = +10 μC = +10 x 10⁻⁶ C

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

k = 9 x 10⁻⁹ Nm² C 2

Vzdialenosť medzi časticami A a B (rAB ) = 6 cm = 0.06 m = 6 x 10⁻² m

Vzdialenosť medzi časticami B a C (rBC ) = 4 cm = 0.04 m = 4 x 10⁻² m

Hľadá sa: Veľkosť a smer výslednej elektrostatickej sily pôsobiacej na časticu B

riešenie:

Výsledná sila pôsobiaca na časticu B je vektorovým súčtom sily F BA pôsobiacej na časticu B časticou A a sily F BC pôsobiacej na časticu B časticou C.

Sila F BA , ktorou častica A pôsobí na časticu B:

 

Coulombov zákon – problémy a riešenia 14

Smer elektrostatickej sily ukazuje na časticu A (ukazovateľ smeruje doľava).

Sila F BC , ktorou častica A pôsobí na časticu B:

 

Coulombov zákon – problémy a riešenia 13

Smer elektrostatickej sily ukazuje na časticu C (ukážte doprava).

Čistá elektrostatická sila pôsobiaca na časticu B :

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

Smer výslednej elektrostatickej sily pôsobiacej na časticu B ukazuje na časticu C (ukazuje doprava).

Pozri tiež  Sériové a paralelné obvody kondenzátorov – problémy a riešenia

4. +Q1 = 10 μC, +Q2 = 50 μC a Q3 oddelené, ako je znázornené na obrázku nižšie. Aký je elektrostatický náboj na častici 3, ak je výsledná elektrostatická sila pôsobiaca na časticu 2 nulová.

Coulombov zákon – problémy a riešenia 9

Známe:

Náboj 1 (q² ) = +10 μC = +10 x 10⁻⁶ C

Náboj 2 (q² ) = +50 μC = +50 x 10⁻⁶ C

Vzdialenosť medzi nábojmi 1 a 2 (r12 ) = 2 cm = 0.02 m = 2 x 10⁻² m

Vzdialenosť medzi nábojom 2 a nábojom 3 (r²³ ) = 6 cm = 0.06 m = 6 x 10⁻² m

Čistá elektrostatická sila pôsobiaca na časticu 2 (F2 ) = 0

Hľadá sa : náboj 3 (q 3 )

riešenie:

Výsledná sila pôsobiaca na časticu 2 je vektorovým súčtom sily F²⁻¹ , ktorou pôsobí na časticu 2 častica 1, a sily F²⁻¹, ktorou pôsobí na časticu 2 častica 3.

Sila F²⁻¹, ktorou pôsobí na časticu 2 častica 1:

Coulombov zákon – problémy a riešenia 10

Smer elektrostatickej sily ukazuje na časticu 3 (ukážte doprava).

Sila F23 pôsobením častice 3 na časticu 2: 

Smer elektrostatickej sily ukazuje na časticu 1 (ukazovateľ doľava).

Čistá elektrostatická sila na časticu 2 = 0:

Coulombov zákon – problémy a riešenia 11

Pridať komentár