Maswali ya Mfano wa Nguvu ya Coulomb

Mifano 9 ya Maswali ya Coulomb Force

1. Mizigo mitatu imepangwa kama ilivyo kwenye picha hapa chini. Nguvu ya Coulomb inayopatikana kwa chaji B ni …. (k = 9 x 109 Nm2C-2, 1 μC = 10-6 C)
Mfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 1

A. 09 x 10 1 N ya kuchaji C

B. 09 x 10 1 N ya kuchaji A

C. 18 x 10 1 N ya kuchaji C

D. 18 x 10 1 N ya kuchaji A

E. 36 x 10 1 N ya kuchaji C

Majadiliano

Inajulikana kwamba :

q A = 10 µC = 10 x 10 -6 C = 10 -5 Coulombs

q B = 10 µC = 10 x 10 -6 = 10 -5 Coulombs

q C = 20 µC = 20 x 10 -6 = 2 x 10 -5 Coulombs

r AB = mita 0,1 = mita 10 -1

r BC = mita 0,1 = mita 10 -1

k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2

Aliuliza : Kikosi cha Coulomb kinachopatikana na shambulizi B

Jibu :

Kuna nguvu mbili za Coulomb au nguvu za umeme zinazofanya kazi kwa chaji B, yaani nguvu ya Coulomb kati ya chaji A na B (F AB ) na nguvu ya Coulomb kati ya chaji B na C (F BC ). Nguvu ya Coulomb inayopatikana kwa chaji B ni matokeo ya F AB na F BC.

Nguvu ya Coulomb kati ya mashtaka A na B:

Mfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 2

Chaji A ni chanya na chaji B ni chanya ili F AB iende kwenye chaji C.

Nguvu ya Coulomb kati ya mashtaka B na C:

Mfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 3

Chaji B ni chanya na chaji C ni chanya ili F BC iende kwenye chaji A.

Nguvu ya Coulomb inayopatikana na chaji B:

F B = F BC – F AB = 180-90 = 90 N

Ukubwa wa nguvu ya Coulomb inayopatikana na chaji B (F B ) ni Newton 90. Mwelekeo wa F B ni sawa na mwelekeo wa F BC , yaani kuelekea chaji A.

Jibu sahihi ni B.

2. Ukubwa na mwelekeo wa nguvu ya Coulomb kwenye chaji B ni... ( k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C)

Mfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 4

A. 2,5 k Q 2 r -2 upande wa kushoto

B. 2,5 k Q 2 r -2 kulia

C. 2 k Q 2 r -2 upande wa kushoto

D. 2 k Q 2 r -2 kulia

E. 1 k Q 2 r -2 upande wa kushoto

Majadiliano

Inajulikana kwamba :

Chaji A (q A ) = +Q

Chaji B (q B ) = -2Q

Chaji C (q C ) = -Q

Umbali kati ya chaji A na B (r AB ) = r

Umbali kati ya chaji B na C (r BC ) = 2r

k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2

Alipoulizwa : ukubwa na mwelekeo wa kikosi cha Coulomb kilichokuwa kinamlinda B

Jibu :

Nguvu ya Coulomb kati ya chaji A na chaji B:

Mfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 5

Chaji A ni chanya na chaji B ni hasi ili mwelekeo wa F AB uwe kuelekea chaji A

Nguvu ya Coulomb kati ya chaji B na chaji C:

Mfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 6

Chaji B ni hasi na chaji C ni hasi kwa hivyo mwelekeo wa F BC unaelekea chaji A

Kikosi kinachotokana na mshtakiwa B:

F = F AB + F BC = 2 k Q 2 /r 2 + 0,5 k Q 2 /r 2 = 2,5 k Q 2 /r 2 = 2,5 k Q 2 r -2

Mwelekeo wa kikosi cha Coulomb unaelekea chaji A au kushoto.

Jibu sahihi ni A.

3. Chaji mbili za umeme zimewekwa kando kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro. Chaji katika A ni 8 µC na nguvu ya kuvutia inayofanya kazi kwenye chaji zote mbili ni 45 N. Ikiwa chaji A imehamishwa kulia kwa 1 cm na k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 , basi nguvu ya kuvutia inayofanya kazi kwenye chaji zote mbili ni…

A. 45 NMfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 7

B. 60 N

C. 80 N

D. 90 N

E. 120 N

Majadiliano

Inajulikana kwamba :

Chaji ya umeme katika A (q A ) = 8 µC = 8 x 10 -6 Coulombs

Nguvu ya umeme kati ya chaji mbili (F) = 45 Newton

Umbali kati ya chaji mbili (r AB ) = 4 cm = mita 0,04 = mita 4 x 10 -2

Kiotomatiki (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2

Swali : Nguvu ya umeme kati ya chaji mbili ikiwa chaji A imehamishwa kulia kwa sentimita 1 au mita 0,01

Jibu :

Kwanza hesabu chaji ya umeme katika B, kisha hesabu nguvu ya umeme kati ya chaji mbili za umeme, ikiwa chaji ya umeme katika A imehamishwa kulia kwa sentimita 1.

Chaji ya umeme katika B :

Fomula Sheria ya Coulomb :

F = k (q A )(q B ) / r 2

Fr r 2 = k (q A )(q B )

q B = F r 2 / k (q A )

Chaji ya umeme katika B :

q B = (45)(4 x 10 -2 ) 2 / (9 x 10 9 )(8 x 10 -6 )

q B = (45)(16 x 10 -4 ) / 72 x 10 3

SOMA PIA  Fomula ya kulazimisha kwenye ndege iliyoinama

q B = (720 x 10 -4 ) / (72 x 10 3 )

q B = 10 x 10 -7 Coulombs

Nguvu ya umeme kati ya chaji za umeme A na B :

Ikiwa chaji katika A itahamishwa kulia kwa sentimita 1, umbali kati ya chaji hizo mbili unakuwa sentimita 3 = mita 0,03 = mita 3 x 10 -2

F = k (q A )(q B ) / r 2

F = (9 x 10 9 )(8 x 10 -6 )(10 x 10 -7 ) / (3 x 10 -2 ) 2

F = (9 x 10 9 )(80 x 10 -13 ) / (9 x 10 -4 )

F = (1 x 10 9 )(80 x 10 -13 ) / (1 x 10 -4 )

F = (80 x 10 -4 ) / (1 x 10 -4 )

F = 80 Newton

Jibu sahihi ni C.

4. Chaji mbili za umeme P na Q ambazo ziko umbali wa sentimita 10 hupata nguvu ya kuvutia ya 8 N. Ikiwa chaji Q itahamishwa sentimita 5 kuelekea chaji P (1 µC = 10 -6 C na k = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2 ), basi nguvu ya umeme inayotokea ni...

A. 8 NMfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 8

B. 16 N

C. 32 N

D. 40 N

E. 56 N

Majadiliano

Inajulikana kwamba :

Umbali kati ya chaji P na Q (r PQ ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10 -1 m

Nguvu ya umeme kati ya chaji P na Q (F) = 8 N

Chaji ya umeme Q (q Q ) = 40 µC = 40 x 10 -6 C

Kiotomatiki (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2

Swali : Nguvu ya umeme kati ya chaji P na Q ikiwa chaji Q imehamishwa sentimita 5 kuelekea chaji P

Jibu :

Kwanza hesabu chaji ya umeme P, baada ya hapo hesabu nguvu ya umeme kati ya chaji mbili za umeme, ikiwa chaji ya umeme Q imehamishwa sentimita 5 kuelekea chaji P.

Chaji ya umeme P :

q P = F r 2 / k (q Q )

q P = (8)(1 x 10 -1 ) 2 / (9 x 10 9 )(40 x 10 -6 )

q P = (8)(1 x 10 -2 ) / 360 x 10 3

q P = (8 x 10 -2 ) / (36 x 10 4 )

q P = (1 x 10 -2 ) / (4,5 x 10 4 )

q P = (1/4,5) x 10 -6 Coulomb

Nguvu ya umeme kati ya chaji za umeme P na Q :

Ikiwa chaji katika Q itahamishwa kushoto kwa sentimita 5, umbali kati ya chaji hizo mbili unakuwa sentimita 5 = mita 0,05 = mita 5 x 10 -2

F = k (q P )(q Q ) / r 2

F = (9 x 10 9 )((1/4,5) x 10 -6 )(40 x 10 -6 ) / (5 x 10 -2 ) 2

F = (2 x 10 3 )(40 x 10 -6 ) / (25 x 10 -4 )

F = (80 x 10 -3 ) / (25 x 10 -4 )

F = 3,2 x 10 1

F = 32 Newton

Jibu sahihi ni C.

5. Angalia picha ifuatayo ya chaji za umeme. Nguvu ya umeme inayopatikana kwa chaji q B ni 8 N (1 µC = 10 -6 C) na (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ). Ikiwa chaji q B imehamishwa hadi 4 cm kutoka A, basi nguvu ya umeme inayopatikana kwa q B sasa ni…

A. 2 NMfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 9

B. 4 N

C. 6 N

D. 8 N

E. 10 N

Majadiliano

Inajulikana kwamba :

Umbali kati ya chaji A na B (r AB ) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10 -2 m

Nguvu ya umeme kati ya chaji A na B (F) = 8 N

Chaji ya umeme A (q A ) = 2 µC = 2 x 10 -6 C

Kiotomatiki (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2

Swali : Nguvu ya umeme kati ya chaji A na B ikiwa umbali kati ya chaji mbili ni 4 cm

Jibu :

Kwanza hesabu chaji ya umeme B, baada ya hapo hesabu nguvu ya umeme kati ya chaji mbili za umeme ikiwa umbali kati ya chaji mbili za umeme ni 4 cm = mita 0,04 = mita 4 x 10 -2.

Chaji ya umeme B :

q B = F r 2 / k (q A )

q B = (8)(2 x 10 -2 ) 2 / (9 x 10 9 )(2 x 10 -6 )

q B = (8)(4 x 10 -4 ) / (18 x 10 3 )

q B = (32 x 10 -4 ) / (18 x 10 3 )

q B = (32/18) x 10 -7

q B = (16/9) x 10 -7 Coulombs

Nguvu ya umeme kati ya chaji A na B :

F = k (q A )(q B ) / r 2

F = (9 x 10 9 )(2 x 10 -6 )((16/9) x 10 -7 ) / (4 x 10 -2 ) 2

F = (18 x 10 3 )((16/9) x 10 -7 ) / (16 x 10 -4 )

F = (2 x 10 3 )(16 x 10 -7 ) / (16 x 10 -4 )

F = (2 x 10 3 )(1 x 10 -7 ) / (1 x 10 -4 )

F = (2 x 10 -4 ) / (1 x 10 -4 )

F = 2 Newton

Jibu sahihi ni A.

6. Chaji tatu za umeme zimewekwa kwenye ncha za pembetatu ABC zenye urefu wa pembeni AB = BC = 20 cm na ukubwa sawa wa chaji (q = 2µC) kama ilivyo kwenye picha upande (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 , 1 µ = 10 -6 ). Ukubwa wa nguvu ya umeme inayofanya kazi kwenye nukta B ni….

SOMA PIA  Mfano wa maswali ya kuchaji umeme

A. 0,9√3 NMfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 10

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N

D. 0,81 N

E. 0,4 N

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Chaji katika sehemu A (q A ) = 2 µC = 2 x 10 -6 Coulomb

Chaji katika sehemu B (q B ) = 2 µC = 2 x 10 -6 Coulomb

Chaji katika sehemu C (q C ) = 2 µC = 2 x 10 -6 Coulomb

Umbali B hadi C (r BC ) = 20 cm = mita 0,2 = mita 2 x 10 -1

Umbali B hadi A (r BA ) = 20 cm = mita 0,2 = mita 2 x 10 -1

k = 9.10 9 Nm 2 .C -2

Swali: Ukubwa wa nguvu ya umeme inayofanya kazi kwenye nukta B

Jibu:

Nguvu ya umeme kati ya chaji katika nukta B na C:

F BC = k (q B )(q C ) / r BC 2

F BC = (9 x 10 9 )(2 x 10 -6 )(2 x 10 -6 ) / (2 x 10 -1 ) 2

F BC = (9 x 10 9 )(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 Newton

Chaji ya umeme katika nukta B na C ni chanya, kwa hivyo mwelekeo wa nguvu ya umeme F BC uko upande wa kushoto, mbali na nukta C.

Nguvu ya umeme kati ya chaji katika nukta B na A:

F BA = k (q B )(q A ) / r BA 2

F BA = (9 x 10 9 )(2 x 10 -6 )(2 x 10 -6 ) / (2 x 10 -1 ) 2

F BA = (9 x 10 9 )(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 Newton

Chaji ya umeme katika nukta B na A ni chanya, kwa hivyo mwelekeo wa nguvu ya umeme F BA uko chini, mbali na nukta A.

Nguvu mbili za umeme huunda pembe ya kulia, kwa hivyo nguvu ya umeme inayotokana inayofanya kazi katika nukta B huhesabiwa kwa kutumia fomula ya Pythagorean.

Mfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 11

Jibu sahihi ni B.

7. Tazama picha ifuatayo!

Chaji tatu Q 1 , Q 2 , na Q 3 zimewekwa kwenye ncha za pembetatu ya kulia ABC. Urefu wa AB = BC = 30 cm. Kwa kuzingatia k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 na 1 µ = 10 -6 basi nguvu ya Coulomb inayotokana kwenye chaji Q 1 ni….

A. 1 NMfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 12

B. 5 N

C. 7 N

D. 10 N

E. 12 N

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Chaji katika sehemu A (q A ) = 3 µC = 3 x 10 -6 Coulomb

Chaji katika sehemu B (q B ) = -10 µC = -10 x 10 -6 Coulomb

Chaji katika sehemu C (q C ) = 4 µC = 4 x 10 -6 Coulomb

Umbali B hadi C (r BC ) = 30 cm = mita 0,3 = mita 3 x 10 -1

Umbali B hadi A (r BA ) = 30 cm = mita 0,3 = mita 3 x 10 -1

k = 9.10 9 Nm 2 .C -2

Swali: Nguvu ya Coulomb inayotokana katika nukta B

Jibu:

Nguvu ya umeme kati ya chaji katika nukta B na C:

F BC = k (q B )(q C ) / r BC 2

F BC = (9 x 10 9 )(10 x 10 -6 )(4 x 10 -6 ) / (3 x 10 -1 ) 2

F BC = (9 x 10 9 )(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 Newton

Chaji ya umeme katika nukta B ni hasi na chaji ya umeme katika nukta C ni chanya, kwa hivyo mwelekeo wa nguvu ya umeme F BC uko kulia kuelekea nukta C.

Nguvu ya umeme kati ya chaji katika nukta B na A:

F BA = k (q B )(q A ) / r BA 2

F BA = (9 x 10 9 )(10 x 10 -6 )(3 x 10 -6 ) / (3 x 10 -1 ) 2

F BA = (9 x 10 9 )(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 Newton

Chaji ya umeme katika nukta B ni hasi na chaji ya umeme katika nukta A ni chanya, kwa hivyo mwelekeo wa nguvu ya umeme F BA uko juu kuelekea nukta A.

Nguvu mbili za umeme huunda pembe ya kulia, kwa hivyo nguvu ya umeme inayotokana inayofanya kazi katika nukta B huhesabiwa kwa kutumia fomula ya Pythagorean.

Mfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 13

Jibu sahihi ni B.

8. Chaji tatu za umeme zimewekwa kwenye sehemu za kona za pembetatu ABC zenye urefu wa pembeni AB = BC = 20 cm na ukubwa sawa wa chaji (q = 2µC) kama ilivyo kwenye picha upande (k = 9.109 Nm2.C-2, 1 µ = 10-6). Ukubwa wa nguvu ya umeme Mfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 14kufanya kazi katika nukta B ni….

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

Majadiliano

Inajulikana kwamba:
Chaji katika sehemu A (q)A) = 2 µC = 2 x 10-6 Coulomb
Chaji katika sehemu B (q)B) = 2 µC = 2 x 10-6 Coulomb
Chaji katika sehemu C (q)C) = 2 µC = 2 x 10-6 Coulomb
Umbali kutoka B hadi C (r)BC) = 20 cm = mita 0,2 = 2 x 10-1 mita
Umbali kutoka B hadi A (r)BA) = 20 cm = mita 0,2 = 2 x 10-1 mita
k = 9.109 Nm2.C-2
Aliuliza: Ukubwa wa nguvu ya umeme inayofanya kazi katika nukta B
Jibu:

Nguvu ya umeme kati ya chaji katika nukta B na C:
FBC = k (qB(q)(q)C)/rBC2
FBC = (9 x 109)(2 x 10-6)(2 x 10-6) / (2 x 10-1)2
FBC = (9 x 109)(4 x 10-12) / (4 x 10-2)
FBC = (36 x 10-3) / (4 x 10-2)
FBC = 9x10-1
FBC = 0,9 Newton
Chaji ya umeme katika nukta B na C ni chanya, kwa hivyo mwelekeo wa nguvu ya umeme F niBC upande wa kushoto, mbali na sehemu C.

Nguvu ya umeme kati ya chaji katika nukta B na A:
FBA = k (qB(q)(q)A)/rBA2
FBA = (9 x 109)(2 x 10-6)(2 x 10-6) / (2 x 10-1)2
FBA = (9 x 109)(4 x 10-12) / (4 x 10-2)
FBA = (36 x 10-3) / (4 x 10-2)
FBA = 9x10-1
FBA = 0,9 Newton
Chaji ya umeme katika nukta B na A ni chanya, kwa hivyo mwelekeo wa nguvu ya umeme F niBA chini, mbali na sehemu A.

Nguvu mbili za umeme huunda pembe ya kulia, kwa hivyo nguvu ya umeme inayotokana inayofanya kazi katika nukta B huhesabiwa kwa kutumia fomula ya Pythagorean.
Mfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 15Jibu sahihi ni B.

9. Tazama picha ifuatayo!
Ada tatu Q1, Swali2, na Q3 iko kwenye ncha ya pembetatu ya kulia ABC. Urefu wa AB = BC = 30 cm. Inajulikana kuwa Mfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 16k = 9.109 Nm2.C-2 na 1 µ = 10-6 kisha kikosi cha Coulomb kilichotokea kwa malipo Q1 ni….

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

Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Chaji katika sehemu A (q)A) = 3 µC = 3 x 10-6 Coulomb
Chaji katika sehemu B (q)B) = -10 µC = -10 x 10-6 Coulomb
Chaji katika sehemu C (q)C) = 4 µC = 4 x 10-6 Coulomb
Umbali kutoka B hadi C (r)BC) = 30 cm = mita 0,3 = 3 x 10-1 mita
Umbali kutoka B hadi A (r)BA) = 30 cm = mita 0,3 = 3 x 10-1 mita
k = 9.109 Nm2.C-2
Aliuliza: Nguvu ya Coulomb inayotokana katika nukta B
Jibu:
Nguvu ya umeme kati ya chaji katika nukta B na C:
FBC = k (qB(q)(q)C)/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 = 40x10-1
FBC = 4 Newton
Chaji ya umeme katika nukta B ni hasi na chaji ya umeme katika nukta C ni chanya, kwa hivyo mwelekeo wa nguvu ya umeme F niBC kulia kuelekea sehemu C.

Nguvu ya umeme kati ya chaji katika nukta B na A:
FBA = k (qB(q)(q)A)/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 = 30x10-1
FBA = 3 Newton
Chaji ya umeme katika nukta B ni hasi na chaji ya umeme katika nukta A ni chanya, kwa hivyo mwelekeo wa nguvu ya umeme F niBA kuelekea sehemu A.
 
Nguvu mbili za umeme huunda pembe ya kulia, kwa hivyo nguvu ya umeme inayotokana inayofanya kazi katika nukta B huhesabiwa kwa kutumia fomula ya Pythagorean.
Mfano wa Nguvu ya Coulomb Swali la 18Jibu sahihi ni B.

Chanzo cha swali:

Maswali ya Fizikia ya Mtihani wa Kitaifa kwa Shule ya Upili ya Wazee/Shule ya Upili ya Ufundi

Print Friendly, PDF & Email

Acha maoni