Forca elektrostatike - problemet dhe zgjidhjet
1. Nëse forca statike elektrike është 144 N, cila është distanca midis dy ngarkesave … (1 μC = 10-6 C dhe k = 9.10-9 Nm² . C - 2 )
I njohur:
Forca elektrike ( F12 ) = 144 N
Ngarkesa 1 (q1 ) = 10 μC = 10 x 10-6 C
Ngarkesa 2 (q2 ) = 4 μC = 4 x 10-6 C
Konstantja (k) = 9 x 109 Nm2.C -2
C = Kulombi, N = Njutoni, m = metri
Kërkohet: Distanca midis dy ngarkesave (r)
zgjidhje:
Ekuacioni i ligjit të Kulombit :
F = forca elektrike statike, k = konstantja e Kulonit, q = ngarkesa elektrike, r = distanca midis dy ngarkesave
Distanca midis dy ngarkesave (r) = 5 x 10 -2 metra = 5 x 10 -2 x 10 2 cm = 5 cm.
2. Dy ngarkesa të ndara nga një distancë prej r . Nëse forca statike elektrike është 3.6 N, cila është distanca midis dy ngarkesave (1 μC = 10-6 C dhe k = 9.10-9 Nm² . C - 2 )
I njohur:
Forca elektrike (F12 ) = 3.6 N
Ngarkesa 1 (q1 ) = 9 μC = 9 x 10-6 C
Ngarkesa 2 (q2 ) = 4 μC = 4 x 10-6 C
Konstantja e Kulonit (k) = 9 x 109 Nm2.C -2
C = Kulombi, N = Njutoni, m = metri
Kërkohet: Distanca midis dy ngarkesave (r)
zgjidhje:
Distanca midis dy ngarkesave (r) = 0.3 m = 0.3 x 100 cm = 30 cm.
3. Ngarkesa trepikëshe siç tregohet në figurën më poshtë. Cila është madhësia e forcës statike elektrike në pikën A (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μ = 10 -6 )
I njohur:
pagesë A (qA) = -2 μC = -2 x 10-6 C
Ngarkesa B (q B ) = 8 μC = 8 x 10 -6 C
Ngarkesa C (q C ) = 4,5 μC = 4,5 x 10 -6 C
Konstantja e Kulonit ( k) = 9 x 109 Nm2.C -2
Distanca midis ngarkesave A dhe B (r AB ) = 4 cm = 4 x 10 -2 m
Distanca midis ngarkesave A dhe C (r AC ) = 3 cm = 3 x 10 -2 m
C = Kulombi, N = Njutoni, m = metri
Kërkohet: Forca statike elektrike në pikën A
zgjidhje:
Ekuacioni i ligjit të Kulombit:
F = forca elektrike statike , k = konstantja e Kulonit , q = ngarkesa elektrike , r = distanca midis dy ngarkesave
Forca statike elektrike në pikën A:
4. Ngarkesa trepikëshe siç tregohet në figurën më poshtë. Cila është madhësia e forcës së Kulonit që përjeton Ngarkesa B (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μC = 10 -6 C ).
I njohur:
q A = 10 µC = 10 x 10 -6 C = 10 -5 Kulomb
q B = 10 µC = 10 x 10 -6 = 10 -5 Kulomb
q C = 20 µC = 20 x 10 -6 = 2 x 10 -5 Kulomb
r AB = 0.1 metër = 10 -1 m
r BC = 0.1 metër = 10 -1 m
k = 9 x 109 Nm2C − 2
Kërkohet: Forca e Kulombit e përjetuar nga Ngarkesa B
zgjidhje:
Mbi ngarkesën B veprojnë dy forca Kulombi, forca e Kulombit midis ngarkesave A dhe B (F- AB ) dhe forca e Kulombit midis ngarkesave B dhe C (F -BC ). Forca e Kulombit që përjeton ngarkesa B është forca neto e F- AB dhe F- BC.
Forca e Kulombit midis ngarkesave A dhe B:
Ngarkesa A ka shenjë pozitive dhe ngarkesa B ka shenjë pozitive, në mënyrë që F AB të tregojë nga ngarkesa C.
Forca e Kulombit midis ngarkesave B dhe C:
Ngarkesa B ka shenjë pozitive dhe ngarkesa C ka shenjë pozitive, kështu që F BC tregon drejt ngarkesës A.
Forca e Kulombit e përjetuar nga ngarkesa B:
F B = F BC – F AB = 180 – 90 = 90 N
Forca e Kulonit që përjeton ngarkesa B (F B ) është 90 Njuton. Drejtimi i F B është i njëjtë me drejtimin e pikave F BC drejt ngarkesës A.
5. Përcaktoni madhësinë dhe drejtimin e forcës së Kulonit në ngarkesën B ( k = 9 x 109 Nm 2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C).
I njohur:
Ngarkesa A (q A ) = +Q
Ngarkesa B (q B ) = -2Q
Ngarkesa C (q C ) = -Q
Distanca midis ngarkesave A dhe B (r AB ) = r
Distanca midis ngarkesave B dhe C (r BC ) = 2r
k = 9 x 109 Nm2C − 2
Kërkohet: Madhësia dhe drejtimi i forcës së Kulombit në ngarkesën B
zgjidhje:
Forca e Kulombit midis ngarkesave A dhe B:
Ngarkesa A është pozitive dhe ngarkesa B është negative, kështu që drejtimi i F AB tregon nga ngarkesa A.
Forca e Kulombit midis ngarkesës B dhe ngarkesës C:
Ngarkesa B është negative dhe ngarkesa C është negative, kështu që drejtimi i F BC tregon nga ngarkesa A.
Forca neto vepron mbi ngarkesën B:
F = FAB +FBC = 2 k Q2/r2 + 0.5 k Q2/r2 = 2.5 k Q2/r2 = 2.5 k Q2 r-2
Drejtimi i forcës tregon drejt ngarkesës A ose majtas.
