Nguvu ya umemetuamo - matatizo na suluhisho
1. Ikiwa nguvu ya umeme tuli ni 144 N, umbali kati ya chaji zote mbili ni upi … (1 μC = 10 -6 C na k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 )
Inajulikana:
Nguvu ya umeme (F 12 ) = 144 N
Chaji 1 (q 1 ) = 10 μC = 10 x 10 -6 C
Chaji 2 (q 2 ) = 4 μC = 4 x 10 -6 C
Kiotomatiki (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2
C = Coulomb, N = Newton, m = mita
Inayohitajika: Umbali kati ya chaji zote mbili (r)
Suluhisho:
Mlinganyo wa sheria ya Coulomb :
F = nguvu ya umeme tuli, k = kigezo cha Coulomb, q = chaji ya umeme, r = umbali kati ya chaji zote mbili
Umbali kati ya chaji zote mbili (r) = mita 5 x 10 -2 = 5 x 10 -2 x 10 2 cm = 5 cm.
2. Chaji mbili zilizotenganishwa na umbali wa r . Ikiwa nguvu ya umeme tuli ni 3.6 N, umbali kati ya chaji zote mbili ni upi (1 μC = 10 -6 C na k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 )
Inajulikana:
Nguvu ya umeme (F 12 ) = 3.6 N
Chaji 1 (q 1 ) = 9 μC = 9 x 10 -6 C
Chaji 2 (q 2 ) = 4 μC = 4 x 10 -6 C
Kigezo cha Coulomb (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2
C = Coulomb, N = Newton, m = mita
Inayohitajika: Umbali kati ya chaji zote mbili (r)
Suluhisho:
Umbali kati ya chaji zote mbili (r) = 0.3 m = 0.3 x 100 cm = 30 cm.
3. Chaji za nukta tatu kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro hapa chini. Je, ukubwa wa nguvu ya umeme tuli katika nukta A ni upi (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μ = 10 -6 )
Inajulikana:
Charge A (q)A) = -2 μC = -2 x 10-6 C
Chaji B (q B ) = 8 μC = 8 x 10 -6 C
Chaji C (q C ) = 4,5 μC = 4,5 x 10 -6 C
Kigezo cha Coulomb (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2
Umbali kati ya chaji A na B (r AB ) = 4 cm = 4 x 10 -2 m
Umbali kati ya chaji A na C (r AC ) = 3 cm = 3 x 10 -2 m
C = Coulomb, N = Newton, m = mita
Inahitajika: Nguvu ya umeme tuli katika sehemu A
Suluhisho:
Mlinganyo wa sheria ya Coulomb:
F = nguvu ya umeme tuli , k = kigezo cha Coulomb , q = chaji ya umeme , r = umbali kati ya chaji zote mbili
Nguvu ya umeme tuli katika sehemu A:
4. Chaji za nukta tatu kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini. Je, ni ukubwa gani wa nguvu ya Coulomb inayopatikana na Chaji B (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ; 1 μC = 10 -6 C ).
Inajulikana:
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
Inatafutwa: Kikosi cha Coulomb kinachopatikana na Chaji B
Suluhisho:
Kuna vikosi viwili vya coulomb vinavyofanya kazi kwa shtaka B, nguvu ya Coulomb kati ya shtaka A na B (F AB ) na nguvu ya Coulomb kati ya shtaka B na C (F BC ). Nguvu ya Coulomb inayopatikana kwa shtaka B ni nguvu halisi ya F AB na F BC.
Nguvu ya Coulomb kati ya mashtaka A na B:
Ada A iliyosainiwa chanya na ada B iliyosainiwa chanya ili F AB ielekeze kwenye ada C.
Nguvu ya Coulomb kati ya mashtaka B na C:
Chaji B imesainiwa kuwa chanya na chaji C imesainiwa kuwa chanya ili F BC ielekeze kwenye chaji A.
Nguvu ya Coulomb inayopatikana na chaji B:
F B = F BC – F AB = 180 – 90 = 90 N
Nguvu ya Coulomb inayopatikana na chaji B (F B ) ni Newton 90. Mwelekeo wa F B ni sawa na mwelekeo wa pointi F BC hadi chaji A.
5. Amua ukubwa na mwelekeo wa nguvu ya Coulomb kwenye chaji B ( k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C).
Inajulikana:
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
Inatafutwa: Ukubwa na mwelekeo wa kikosi cha Coulomb kwenye shambulizi B
Suluhisho:
Nguvu ya Coulomb kati ya mashtaka A na B:
Chaji A ni chanya na chaji B ni hasi ili mwelekeo wa F AB uelekee kwenye chaji A.
Nguvu ya Coulomb kati ya chaji B na chaji C:
Chaji B ni hasi na chaji C ni hasi ili mwelekeo wa F BC uelekee kwenye chaji A.
Kitendo cha nguvu halisi kwenye malipo B:
F = FAB +FBC = 2 k Q2/r2 + 0.5 k Q2/r2 = 2.5 k Q2/r2 = 2.5 k Q2 r-2
Mwelekeo wa pointi za nguvu ili kuchaji A au kuelekea kushoto.
