Sheria ya Coulomb - matatizo na suluhisho

1. Chaji za pointi mbili, QA = +8 μC na QB = -5 μC, zimetenganishwa na umbali r = 10 cm. Je, ukubwa wa nguvu ya umeme. K isiyobadilika = 8.988 x 109 Nm2C-2 = 9x109 Nm2C-2.

Sheria ya Coulomb - matatizo na suluhisho 1

Inajulikana:

Chaji A (q A ) = +8 μC = +8 x 10 -6 C

Chaji B (q B ) = -5 μC = -5 x 10 -6 C

k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2

Umbali kati ya chaji A na B (r AB ) = 10 cm = 0.1 m

Inayohitajika : Ukubwa wa nguvu ya umeme

Suluhisho:

Fomula ya sheria ya Coulomb :

Sheria ya Coulomb - matatizo na suluhisho 2

Ukubwa wa nguvu ya umeme:

Sheria ya Coulomb - matatizo na suluhisho 16

Angalia pia  Ukubwa wa torque halisi - matatizo na suluhisho

2. Chembe mbili zilizochajiwa kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro hapa chini. Q P = +10 μC na Q q = +20 μC zimetenganishwa na umbali r = 10 cm. Je, ukubwa wa nguvu ya umemetuamo ni upi?

Sheria ya Coulomb - matatizo na suluhisho 4

Inajulikana:

Chaji P (Q P ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

Chaji Q (Q Q ) = +20 μC = +20 x 10 -6 C

k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2

Umbali kati ya chaji P na Q (r PQ ) = 12 cm = 0.12 m = 12 x 10 -2 m

Inayohitajika: Ukubwa wa nguvu ya umeme

Suluhisho:

Sheria ya Coulomb - matatizo na suluhisho 15

Angalia pia  Kiasi Kimwili Vipimo Vipimo - Matatizo na Suluhisho

3. Chembe tatu zilizochajiwa zimepangwa katika mstari kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro hapa chini. Chaji A = -5 μC, chaji B = +10 μC na chaji C = -12 μC. Kokotoa nguvu halisi ya umemetuamo kwenye chembe B kutokana na chaji zingine mbili.

Sheria ya Coulomb - matatizo na suluhisho 6

Inajulikana:

Chaji A (q A ) = -5 μC = -5 x 10 -6 C

Chaji B (q B ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

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

k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2

Umbali kati ya chembe A na B (r AB ) = 6 cm = 0.06 m = 6 x 10 -2 m

Umbali kati ya chembe B na C (r BC ) = 4 cm = 0.04 m = 4 x 10 -2 m

Inayohitajika: Ukubwa na mwelekeo wa nguvu halisi ya umemetuamo kwenye chembe B

Suluhisho:

Nguvu halisi kwenye chembe B ni jumla ya vekta ya nguvu F BA inayotolewa kwenye chembe B na chembe A na nguvu F BC inayotolewa kwenye chembe B na chembe C.

Nguvu F BA inayotumika kwenye chembe B na chembe A:

 

Sheria ya Coulomb - matatizo na suluhisho 14

Mwelekeo wa nguvu ya umemetuamo unaelekeza kwenye chembe A (nukta kuelekea kushoto).

Nguvu F BC inayotumika kwenye chembe B na chembe A:

 

Sheria ya Coulomb - matatizo na suluhisho 13

Mwelekeo wa nguvu ya umemetuamo unaelekeza kwenye chembe C (elekeza kulia).

Nguvu halisi ya umemetuamo kwenye chembe B :

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

Mwelekeo wa nguvu halisi ya umemetuamo kwenye chembe B unaelekeza kwa chembe C (unaelekeza kulia).

Angalia pia  Harakati za kupanda na kushuka katika kuanguka huru - matatizo na suluhisho

4. +Q 1 = 10 μC, +Q 2 = 50 μC na Q 3 zimetenganishwa kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini. Chaji ya umemetuamo kwenye chembe 3 ni nini ikiwa nguvu halisi ya umemetuamo kwenye chembe 2 ni sifuri.

Sheria ya Coulomb - matatizo na suluhisho 9

Inajulikana:

Chaji 1 (q 1 ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

Chaji 2 (q 2 ) = +50 μC = +50 x 10 -6 C

Umbali kati ya chaji 1 na 2 (r 12 ) = 2 cm = 0.02 m = 2 x 10 -2 m

Umbali kati ya chaji 2 na chaji 3 (r 23 ) = 6 cm = 0.06 m = 6 x 10 -2 m

Nguvu halisi ya umemetuamo kwenye chembe 2 (F 2 ) = 0

Inayohitajika : chaji 3 (q 3 )

Suluhisho:

Nguvu halisi kwenye chembe 2 ni jumla ya vekta ya nguvu F 21 inayotumika kwenye chembe 2 na chembe 1 na nguvu F 23 inayotumika kwenye chembe 2 na chembe 3.

Nguvu F 21 inayotumika kwenye chembe 2 na chembe 1:

Sheria ya Coulomb - matatizo na suluhisho 10

Mwelekeo wa nguvu ya umemetuamo unaelekeza kwenye chembe 3 (elekeza kulia).

Nguvu F23 inayotumika kwenye chembe 2 na chembe 3: 

Mwelekeo wa nguvu ya umemetuamo unaelekeza kwenye chembe 1 (nukta kuelekea kushoto).

Nguvu halisi ya umemetuamo kwenye chembe 2 = 0:

Sheria ya Coulomb - matatizo na suluhisho 11

Kuondoka maoni