Primeri vprašanj o Coulombovi sili

9 primerov vprašanj o Coulombovi sili

1. Tri obremenitve so razporejene, kot je prikazano na spodnji sliki. Coulombova sila, ki deluje na naboj B, je … (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 09 x 10 ¹ N za polnjenje C

B. 09 x 10 ¹ N za polnjenje A

C. 18 x 10⁻¹ ^N za naboj C

D. 18 x 10 ¹ N za naboj A

E. 36 x 10⁻¹ ^N za polnjenje C

Razprava

Znano je, da :

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

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

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

r _AB = 0,1 metra = ^10⁻¹ metrov

r _BC = 0,1 metra = ^10⁻¹ metrov

k = 9 x ^10⁻⁹ Nm² C ^{− 2}

Vprašanje : Coulombova sila, ki jo doživlja naboj B

Odgovor :

Na naboj B delujeta dve Coulombovi sili ali električni sili, in sicer Coulombova sila med nabojema A in B (FAB ₎ ter Coulombova sila med nabojema B in C (FBC ₎ . Coulombova sila, ki jo doživlja naboj B, je rezultanta _FAB in _FBC.

Coulombova sila med nabojema A in B:

Naboj A je pozitiven in naboj B je pozitiven, tako da F _AB gre proti naboju C.

Coulombova sila med nabojema B in C:

Naboj B je pozitiven in naboj C je pozitiven, tako da FBC _gre proti naboju A.

Coulombova sila, ki jo doživlja naboj B:

F _B = F _BC – F _AB = 180-90 = 90 N

Velikost Coulombove sile, ki deluje na naboj B (F _B ), je 90 Newtonov. Smer F _B je enaka smeri F _BC , in sicer proti naboju A.

Pravilen odgovor je B.

2. Velikost in smer Coulombove sile na naboj B je ... ( k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C)

A. 2,5 k Q ² r ^-2 v levo

B. 2,5 k Q ² r ^-2 v desno

C. 2 k Q ² r ^-2 v levo

D. 2 k Q ² r ^-2 v desno

E. 1 k Q ² r ^-2 v levo

Razprava

Znano je, da :

Naboj A (q _A ) = +Q

Naboj B (q _B ) = -2Q

Naboj C (q _C ) = -Q

Razdalja med nabojema A in B (r _AB ) = r

Razdalja med nabojema B in C (rBC ₎ = 2r

k = 9 x ^10⁻⁹ Nm² C ^{− 2}

Vprašanje : velikost in smer Coulombove sile na naboj B

Odgovor :

Coulombova sila med nabojem A in nabojem B:

Naboj A je pozitiven, naboj B pa negativen, tako da je smer F _AB proti naboju A.

Coulombova sila med nabojem B in nabojem C:

Naboj B je negativen in naboj C je negativen, zato je smer FBC _proti naboju A.

Rezultantna sila, ki deluje na naboj B:

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

Smer Coulombove sile je proti naboju A oziroma v levo.

Pravilen odgovor je A.

3. Dva električna naboja sta nameščena ločeno, kot je prikazano na sliki. Naboj v točki A je 8 µC, privlačna sila, ki deluje na oba naboja, pa je 45 N. Če se naboj A premakne v desno za 1 cm in je k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2 , potem je privlačna sila, ki deluje na oba naboja, enaka ...

A. 45 N

B. 60 S

C. 80 N

D. 90 S

V. 120 S

Razprava

Znano je, da :

Električni naboj pri A (q _A ) = 8 µC = 8 x ^10⁻⁶ Coulombov

Električna sila med dvema nabojema (F) = 45 Newtonov

Razdalja med obema nabojema (r _AB ) = 4 cm = 0,04 metra = 4 x ^10⁻² metrov

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

Vprašanje : Kolikšna je električna sila med obema nabojema, če se naboj A premakne v desno za 1 cm oziroma 0,01 metra?

Odgovor :

Najprej izračunajte električni naboj v točki B, nato pa izračunajte električno silo med obema električnima nabojema, če se električni naboj v točki A premakne v desno za 1 cm.

Električni naboj pri B :

Formula Coulombov zakon :

F = k(qA ₎ (qB ₎ / ^r2

Fr² = k( _qA ) ⁽ _qB )

qB = Fr² ^/ k _{( qA} )

Električni naboj v točki 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 Coulombs

Električna sila med električnima nabojema A in B :

Če se naboj v točki A premakne v desno za 1 cm, postane razdalja med obema nabojema 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

Pravilen odgovor je C.

4. Dva električna naboja P in Q , ki sta oddaljena 10 cm ^, delujeta na privlačno silo 8 N. Če se naboj Q premakne za 5 cm proti naboju P (1 µC = 10⁻⁶ ^C in k = 9 x ^10⁻⁹ Nm².C⁻² ), potem ^nastane električna sila ...

A. 8 N

B. 16 S

C. 32 N

D. 40 S

V. 56 S

Razprava

Znano je, da :

Razdalja med nabojema P in Q (r _PQ ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x ^10⁻¹ m

Električna sila med nabojema P in Q (F) = 8 N

Električni naboj Q (q _Q ) = 40 µC = 40 x ^10⁻⁶ C

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

Vprašanje : Električna sila med nabojema P in Q, če se naboj Q premakne za 5 cm proti naboju P.

Odgovor :

Najprej izračunajte električni naboj P, nato pa izračunajte električno silo med obema električnima nabojema, če se električni naboj Q premakne za 5 cm proti naboju P.

Električni naboj P :

qP = Fr² ^/ k _{( qQ} )

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

qP ₌ (8)(1 × ^10⁻² ) / 360 × ^10³

qP ₌ (8 × ^10⁻² ) / (36 × ^10⁴ )

qP ₌ (1 x ^10⁻² ) / (4,5 x ^10⁴ )

q _P = (1/4,5) x ^10⁻⁶ Coulomb

Električna sila med električnima nabojema P in Q :

Če se naboj pri Q premakne v levo za 5 cm, postane razdalja med obema nabojema 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 × ^10⁻¹

F = 32 Newtonov

Pravilen odgovor je C.

5. Poglejte si naslednjo sliko električnih nabojev. Električna sila, ki jo doživlja naboj q _B, je 8 N (1 µC = 10⁻⁶ ^C ) in (k = 9.10⁻⁹ ^Nm²⁻² C ^{) .} Če se naboj q _B premakne za 4 cm od točke A, potem je električna sila, ki jo doživlja q _B, zdaj ...

A. 2 N

B. 4 S

C. 6 N

D. 8 S

V. 10 S

Razprava

Znano je, da :

Razdalja med nabojema A in B (rAB ₎ = 2 cm = 0,02 m = 2 x ^10⁻² m

Električna sila med nabojema A in B (F) = 8 N

Električni naboj A (q _A ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ C

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

Vprašanje : Električna sila med nabojema A in B, če je razdalja med njima 4 cm.

Odgovor :

Najprej izračunajte električni naboj B, nato pa izračunajte električno silo med obema električnima nabojema, če je razdalja med njima 4 cm = 0,04 metra = 4 x 10⁻² ^metrov.

Električni naboj 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 Coulombs

Električna sila med nabojema A in 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

Pravilen odgovor je A.

6. Trije električni naboji so nameščeni v vogalih trikotnika ABC z dolžino stranice AB = BC = 20 cm in enako velikostjo naboja (q = 2µC) kot na sliki ob strani (k = 9.10⁻¹ ^Nm² · ^C⁻² , 1 µ = ^10⁻⁶ ). Velikost električne sile, ki deluje na točko B, je ^…

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N

D. 0,81 S

V. 0,4 S

Razprava

Znano je, da:

Naboj v točki A (q _A ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Naboj v točki B (q _B ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Naboj v točki C (q _C ) = 2 µC = 2 x ^10⁻⁶ Coulomb

Razdalja B do C (rBC ₎ = 20 cm = 0,2 metra = 2 x ^10⁻¹ metrov

Razdalja B do A (rBA ₎ = 20 cm = 0,2 metra = 2 x ^10⁻¹ metrov

^k = ^9,109 Nm² · ^C⁻²

Vprašanje: Velikost električne sile, ki deluje na točko B

Odgovor:

Električna sila med nabojema v točkah B in 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 Newton

Električni naboj v točkah B in C je pozitiven, zato je smer električne sile F _BC levo, stran od točke C.

Električna sila med nabojema v točkah B in 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 Newton

Električni naboj v točkah B in A je pozitiven, zato je smer električne sile FBA _navzdol , stran od točke A.

Električni sili tvorita pravi kot, zato se nastala električna sila, ki deluje v točki B, izračuna po pitagorejski formuli.

Pravilen odgovor je B.

7. Poglejte naslednjo sliko!

Trije naboji Q1 _, Q2 _in Q3 _so nameščeni na konicah pravokotnega trikotnika ABC. Dolžina AB = BC = 30 cm. Če je k = 9,109 ^Nm2.C - ^{2 in} 1 µ = ^10-6 , je rezultanta Coulombove sile na naboj Q1 _enaka …

A. 1 N

B. 5 S

C. 7 N

D. 10 S

V. 12 S

Razprava

Znano je, da:

Naboj v točki A (q _A ) = 3 µC = 3 x ^10⁻⁶ Coulomb

Naboj v točki B (q _B ) = -10 µC = -10 x 10 ^-6 Coulomb

Naboj v točki C (q _C ) = 4 µC = 4 x ^10⁻⁶ Coulomb

Razdalja B do C (rBC ₎ = 30 cm = 0,3 metra = 3 x ^10⁻¹ metrov

Razdalja B do A (rBA ₎ = 30 cm = 0,3 metra = 3 x ^10⁻¹ metrov

^k = ^9,109 Nm² · ^C⁻²

Vprašanje: Rezultantna Coulombova sila v točki B

Odgovor:

Električna sila med nabojema v točkah B in 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 Newton

Električni naboj v točki B je negativen, električni naboj v točki C pa pozitiven, zato je smer električne sile F _BC v desno proti točki C.

Električna sila med nabojema v točkah B in 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 Newton

Električni naboj v točki B je negativen, električni naboj v točki A pa pozitiven, zato je smer električne sile FBA _navzgor proti točki A.

Električni sili tvorita pravi kot, zato se nastala električna sila, ki deluje v točki B, izračuna po pitagorejski formuli.

Pravilen odgovor je B.

8. Trije električni naboji so nameščeni v vogalih trikotnika ABC z dolžino stranice AB = BC = 20 cm in enako velikostjo naboja (q = 2µC) kot na sliki ob strani (k = 9.10⁹ Nm².C^-2, 1 µ = 10^-6). Velikost električne sile delo na točki B je ...

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

Razprava

Znano je, da:
Naboj v točki A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Naboj v točki B (q_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Naboj v točki C (q_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Razdalja od B do C (r_BC) = 20 cm = 0,2 metra = 2 x 10^-1 meter
Razdalja od B do A (r_BA) = 20 cm = 0,2 metra = 2 x 10^-1 meter
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Vprašano: Velikost električne sile, ki deluje v točki B
Odgovor:

Električna sila med nabojema v točkah B in 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
Električni naboj v točkah B in C je pozitiven, zato je smer električne sile F_BC levo, stran od točke C.

Električna sila med nabojema v točkah B in 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
Električni naboj v točkah B in A je pozitiven, zato je smer električne sile F_BA navzdol, stran od točke A.

Električni sili tvorita pravi kot, zato se nastala električna sila, ki deluje v točki B, izračuna po pitagorejski formuli.
Pravilen odgovor je B.

9. Poglejte naslednjo sliko!
Trije naboji Q₁,Q₂in Q₃ je na vrhu pravokotnega trikotnika ABC. Dolžina AB = BC = 30 cm. Znano je, da k = 9.10⁹ Nm².C^-2 in 1 µ = 10^-6 potem je nastala Coulombova sila na naboj Q₁ je….

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

Razprava
Znano je, da:
Naboj v točki A (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Coulomb
Naboj v točki B (q_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 Coulomb
Naboj v točki C (q_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 Coulomb
Razdalja od B do C (r_BC) = 30 cm = 0,3 metra = 3 x 10^-1 meter
Razdalja od B do A (r_BA) = 30 cm = 0,3 metra = 3 x 10^-1 meter
k = 9.10⁹ Nm².C^-2
Vprašano: Rezultantna Coulombova sila v točki B
Odgovor:
Električna sila med nabojema v točkah B in 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
Električni naboj v točki B je negativen, električni naboj v točki C pa pozitiven, zato je smer električne sile F_BC desno proti točki C.

Električna sila med nabojema v točkah B in 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
Električni naboj v točki B je negativen, električni naboj v točki A pa pozitiven, zato je smer električne sile F_BA navzgor proti točki A.
 
Električni sili tvorita pravi kot, zato se nastala električna sila, ki deluje v točki B, izračuna po pitagorejski formuli.
Pravilen odgovor je B.

Vir vprašanja:

Vprašanja iz fizike za nacionalni izpit za višjo srednjo šolo/poklicno srednjo šolo