Elektrická potenciálna energia – problémy a riešenia

1. Elektrón je zrýchľovaný z pokoja prostredníctvom potenciálového rozdielu 12 V. Aká je zmena elektrickej potenciálnej energie elektrónu?

Známe:

Náboj elektrónu (e) = -1.60 x ^10⁻¹⁴ Coulombov

Elektrický potenciál = napätie (V) = 12 voltov

Hľadá sa: Zmena elektrickej potenciálnej energie elektrónu (ΔPE)

riešenie:

ΔPE = q V = (-1.60 x ^10⁻¹⁴ C)(12 V) = -19.2 x ^10⁻¹⁴ Joulov

Znamienko mínus znamená, že potenciálna energia klesá.

[irp]

2. Dve rovnobežné platne sú nabité. Vzdialenosť medzi platňami je 2 cm a veľkosť elektrického poľa medzi platňami je 500 voltov/meter. Aká je zmena potenciálnej energie protónu pri urýchlení z kladne nabitej platne na záporne nabitú platňu?

Známe:

Veľkosť elektrického poľa medzi doskami (E) = 500 voltov/meter

Vzdialenosť medzi doskami (s) = 2 cm = 0,02 m

Náboj na protóne = +1.60 x ^10⁻¹⁴ Coulombov

Hľadaná hodnota: Zmena elektrickej potenciálnej energie (ΔPE)

riešenie:

Elektrický potenciál:

V = E s

V = (500 V/m)(0.02 m)

V = 20 000 voltov

Zmena elektrickej potenciálnej energie:

ΔPE = qV

ΔPE = (1,60 x 10⁻¹⁴ ^C )(10 V)

ΔPE = 16 x ^10⁻¹⁵ Joulov

ΔPE = 1.6 x ^{10⁻¹ 8} Joulov

[irp]

3. Dva bodové náboje sú od seba vzdialené 10 cm. Náboj v bode A = +9 μC a náboj v bode B = -4 μC. k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C. Aká je zmena elektrickej potenciálnej energie náboja v bode B, ak sa zrýchli do bodu A?

Známe:

Náboj A (q1 ⁾ ₌ +9 μC = +9 x 10−6 C

Náboj B (q1 ₎ = -4 μC = -4 x 10−6 ^C

k = 9 x ^10⁻⁹ Nm² C ^{− 2}

Vzdialenosť medzi nábojmi A a B (r) = 10 cm = 0.1 m = ^10⁻¹ m

Hľadaná hodnota: Zmena elektrickej potenciálnej energie (ΔEP)

riešenie: