Maswali 3 kuhusu milinganyo ya uwanja wa umeme
1. Mpira unaopitisha umeme wenye kipenyo cha sentimita 10 una chaji ya umeme ya 500 μC. Pointi A, B, na C ziko sambamba na katikati ya mpira kwa umbali wa sentimita 12, 10 na 8 mtawalia kutoka katikati ya mpira. Hesabu nguvu ya uwanja wa umeme katika pointi A, B, na C!
Inajulikana:
Kipenyo cha mpira unaopitisha (R) = 10 cm = 0.1 m
Chaji ya umeme (q) = 500 μC = 500 x 10 -6 C
r A = 12 cm = 0,12 m
r B = 10 cm = 0,1 m
r C = 8 cm = 0,08 m
Kigezo cha Coulomb (k) = 9 x 10 9
Inayohitajika: Nguvu ya uwanja wa umeme katika sehemu A (E A ), katika sehemu B (E B ) na katika sehemu C (E C )
Ufumbuzi:
a) Nguvu ya uwanja wa umeme katika sehemu A
E A = kq / r A 2 = (9 x 10 9 )(500 x 10 -6 ) / (0,12) 2 = (4500 x 10 3 ) / 0,0144 = 312500 x 10 3 = 3,125 x 10 8 N/C
b) Nguvu ya uwanja wa umeme katika nukta B
E B = kq / r B 2 = (9 x 10 9 )(500 x 10 -6 ) / (0,1) 2 = (4500 x 10 3 ) / 0,01 = 450.000 x 10 3 = 4,5 x 10 8 N/C
c) Nguvu ya uwanja wa umeme katika sehemu C
E C = 0 kwa kuwa kwenye mpira.
2. Ikiwa chaji ya majaribio ya 4 nC imewekwa kwenye sehemu, chaji hupata nguvu ya 5 × 10 - 4 N. Je, ukubwa wa uwanja wa umeme E ni upi katika sehemu hiyo?
Inajulikana:
Chaji ya umeme ya jaribio (q) = 4 nC = 4 x 10 -9 Coulomb
Nguvu ya umeme (F) = 5 × 10 -4 N
Inayohitajika: Ukubwa wa uwanja wa umeme (E)
Ufumbuzi:
E = F / q = (5 × 10 -4 ) / (4 x 10 -9 ) = 1,25 x 10 5 N/C
3. Chaji mbili q B = 12 μC na q C = 9 μC zimewekwa kwenye vipeo vya pembetatu ya kulia kama ilivyo kwenye Mchoro. Tambua nguvu ya uwanja wa umeme iliyohisiwa katika nukta A!
Inajulikana:
Chaji katika sehemu B (qB) = 12 μC = 12 x 10 -6 C
Chaji katika sehemu C (qC) = 9 μC = 9 x 10 -6 C
Kigezo cha Coulomb (k) = 9 x 10 9
r AC = 4 cm = 0,04 m
r AB = 3 cm = 0,03 m
SE basi: nguvu ya uwanja wa umeme katika sehemu A
Ufumbuzi:
E AC = kq / r 2 = (9 x 10 9 )(9 x 10 -6 ) / (0,04) 2 = 81 x 10 3 / 0,0016 = 5,0 x 10 7 N/C
E AB = kq / r 2 = (9 x 10 9 )(9 x 10 -6 ) / (0,03) 2 = 81 x 10 3 / 0,0009 = 9,0 x 10 7 N/C
