విద్యుత్ ఆవేశం మరియు విద్యుత్ బలం కోసం సూత్రం

విద్యుత్ ఆవేశం మరియు విద్యుత్ బలం కోసం ఉదాహరణ ప్రశ్నలు మరియు సూత్రాలు

విద్యుత్ ఛార్జ్

^{1. m = 9√3 x 10 -4} kg ద్రవ్యరాశి గల రెండు ఒకేరకమైన ఆవేశాలను, l = 1 మీటరు పొడవు గల తాడును ఉపయోగించి ఒకే బిందువు వద్ద వేలాడదీశారు. ఆ రెండు ఆవేశాల మధ్య దూరం a = 1 మీటరు అయితే, ప్రతి ఆవేశం యొక్క పరిమాణం….

ఎ. 4 మైక్రోకూలంబ్‌లు
బి. 2 మైక్రోకూలంబ్‌లు
C. 1 మైక్రోకూలంబ్
D. 0,5 మైక్రోకూలంబ్

చర్చ
ఇది తెలిసిన విషయమే:
రెండు ఒకే రకమైన ఆవేశాలు అంటే రెండు సరూప ఆవేశాలు, ఇక్కడ సరూప ఆవేశాలు ఒకదానికొకటి వికర్షించుకుంటాయి.
తాడు పొడవు (l) = 1 మీటర్
రెండు ఆవేశాల మధ్య దూరం (r) = 1 మీటర్
ఆవేశం యొక్క ద్రవ్యరాశి (m) = 9√3 x 10^-4 kg
గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం (g) = 10 మీ/సె²
గురుత్వాకర్షణ (w) = mg = (9√3 x 10^-4 కిలోలు)(10 మీ/సె²) = 9√3 x 10^-3 న్యూటన్
అడిగారు ప్రతి ఆవేశం (q) యొక్క పరిమాణం
సమాధానం :

శీర్షిక :
F = లోడ్లు 1 మరియు 2 మధ్య వికర్షణ విద్యుత్ బలం
w₁ = బంతి బరువు 1
w₂ = బంతి బరువు 2
T₁ = తాడు తన్యత బలం 1
T_1x = x-అక్షంపై తాడు 1 యొక్క తన్యత బలం యొక్క భాగం
T_1y = y-అక్షంపై తాడు 1 యొక్క తన్యత బలం యొక్క భాగం
T₂ = తాడు తన్యత బలం 2
T_2x = x-అక్షంపై తాడు 2 యొక్క తన్యత బలం యొక్క భాగం
T_2y = y-అక్షంపై తాడు 2 యొక్క తన్యత బలం యొక్క భాగం
l₁ = తాడు పొడవు 1
l_1x x-అక్షంపై తీగ పొడవు యొక్క భాగం
l_1y = y-అక్షంపై తీగ పొడవు యొక్క భాగం

cos θ విలువను గణించండి:

తాడు యొక్క తన్యత బలాన్ని (T) లెక్కించండి₁):

sin θ విలువను గణించండి:

x-అక్షంపై తాడు యొక్క తన్యత బలం యొక్క భాగాన్ని (T) లెక్కించండి_1x):

రెండు బంతులు సమతాస్థితిలో ఉన్నాయి, తద్వారా T_1x = F = 9 x 10^-3 న్యూటన్

కూలంబ్ నియమ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి ప్రతి బంతి యొక్క ఆవేశాన్ని లెక్కించండి:

ప్రతి ఆవేశం యొక్క పరిమాణం 1 x 10^-6 కూలంబ్ లేదా 1 మైక్రోకూలంబ్.
సరైన సమాధానం C.

ఒక వస్తువుకు విద్యుత్ ఆవేశం కలిగించడం

1. ఒక వస్తువుకు విద్యుత్ ఆవేశం ఇచ్చే రెండు పద్ధతులు….
ఎ. రుద్దడం మరియు విద్యుదయస్కాంతత్వం
బి. ప్రేరణ మరియు విద్యుదయస్కాంతత్వం
సి. రుద్దడం మరియు ప్రేరణ
D. ప్రేరణ మరియు అయస్కాంతీకరణ
చర్చ
ఒక వస్తువుకు విద్యుత్ ఆవేశం ఇచ్చే రెండు పద్ధతులు రుద్దడం మరియు ప్రేరణ.
ఒక వస్తువును మరొక వస్తువుతో రుద్దడం ద్వారా దానికి ధనావేశం లేదా రుణావేశం కలిగించడాన్ని రుద్దడం అంటారు. ఉదాహరణకు, ఒక గాజు కడ్డీని ఉన్నితో రుద్దడం లేదా ఒక ప్లాస్టిక్ దువ్వెనను పొడి జుట్టుతో రుద్దడం. ఘర్షణ సమయంలో, ఎలక్ట్రాన్లు ఒక వస్తువు నుండి మరొక వస్తువుకు కదులుతాయి. దీనివల్ల ఒక వస్తువులో ఎలక్ట్రాన్లు అధికంగా (ప్రోటాన్లు తక్కువగా) ఉండి రుణావేశం పొందుతాయి, మరియు మరొక వస్తువులో ఎలక్ట్రాన్ల కొరత (ప్రోటాన్లు తక్కువగా) ఉండి ధనావేశం పొందుతాయి.
ప్రేరణ అనేది ఒక ఆవేశిత వస్తువును తటస్థ లోహపు బంతికి తాకకుండా దగ్గరకు తీసుకురావడం ద్వారా దానికి ఆవేశం కలిగించే ఒక పద్ధతి. ఆవేశం కలిగించాల్సిన వస్తువులో స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్లు తప్పనిసరిగా ఉండాలి, ఎందుకంటే విద్యుత్ ఆవేశం ఉన్న వస్తువు ద్వారా ప్రేరేపించబడినప్పుడు ఈ స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్లు కదలగలవు. లోహ వస్తువులలో సాధారణంగా స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి. గాజు, ప్లాస్టిక్ లేదా చెక్క వంటి వస్తువులకు ప్రేరణ ద్వారా విద్యుత్ ఆవేశం కలిగించలేము, ఎందుకంటే ఈ వస్తువులలో స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్లు ఉండవు.
సరైన సమాధానం C.

విద్యుత్ ఛార్జ్ రకాలు

2. నాలుగు ఆవేశిత వస్తువులు (P, Q, R మరియు S) ఈ క్రింది విధంగా ప్రవర్తిస్తాయి. P మరియు Q ఒకదానికొకటి వికర్షించుకుంటాయి, P మరియు R ఒకదానికొకటి ఆకర్షించుకుంటాయి, R మరియు S ఒకదానికొకటి వికర్షించుకుంటాయి. కింది వాటిలో ఏ వాక్యం సరైనది?
A. P రుణాత్మక ఆవేశం కలిగి ఉంటే, S కూడా రుణాత్మక ఆవేశం కలిగి ఉంటుంది.
బి. Q రుణాత్మక ఆవేశం కలిగి ఉంటే, అప్పుడు S కూడా రుణాత్మక ఆవేశం కలిగి ఉంటుంది.
C. R రుణాత్మక ఆవేశం కలిగి ఉంటే, అప్పుడు P కూడా రుణాత్మక ఆవేశం కలిగి ఉంటుంది.
D. S రుణాత్మక ఆవేశం కలిగి ఉంటే, అప్పుడు P ధనాత్మక ఆవేశం కలిగి ఉంటుంది.
చర్చ
P మరియు Q లకు ఒకే ఆవేశం ఉన్నందున అవి ఒకదానికొకటి వికర్షించుకుంటాయి.
P మరియు R ఒకదానికొకటి ఆకర్షించుకుంటాయి, అందువల్ల P మరియు R లకు విరుద్ధ ఆవేశాలు ఉంటాయి.
R మరియు S ఒకదానికొకటి వికర్షించుకుంటాయి, కాబట్టి R మరియు S లకు ఒకే ఆవేశం ఉంటుంది.

కాబట్టి P మరియు Q లు ధనాత్మక ఆవేశం కలిగి ఉంటే R మరియు S లు రుణాత్మక ఆవేశం కలిగి ఉంటాయి లేదా P మరియు Q లు రుణాత్మక ఆవేశం కలిగి ఉంటే R మరియు S లు ధనాత్మక ఆవేశం కలిగి ఉంటాయి.
సరైన సమాధానం D.

3. జిల్లా/నగర స్థాయి జూనియర్ ఉన్నత పాఠశాలల కొరకు 2011 జాతీయ సైన్స్ ఒలింపియాడ్ ప్రశ్నలు నెం. 59
ఒక వస్తువు ధనాత్మకంగా ఆవేశం పొందిందని అంటారు, ఒకవేళ...
ఎ. వస్తువు ప్రోటాన్‌లను అందుకుంటుంది
బి. వస్తువులు ప్రోటాన్‌లను విడుదల చేస్తాయి
C. వస్తువులు ఎలక్ట్రాన్‌లను స్వీకరిస్తాయి
D. వస్తువులు ఎలక్ట్రాన్‌లను విడుదల చేస్తాయి
చర్చ
ప్రోటాన్లు ధనాత్మక ఆవేశాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అయితే ఎలక్ట్రాన్లు రుణాత్మక ఆవేశాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ప్రోటాన్లు పరమాణువుల కేంద్రంలో ఉంటాయి, ఇది వాటిని ఒక వస్తువు నుండి మరొక వస్తువుకు కదలనీయదు. మరోవైపు, ఎలక్ట్రాన్లు పరమాణువుల ఉపరితలంపై ఉంటాయి, ఇది వాటిని ఒక వస్తువు నుండి మరొక వస్తువుకు కదలనీయుతుంది. వస్తువులు ఎలక్ట్రాన్లను విడుదల చేయడం ద్వారా గానీ లేదా ఎలక్ట్రాన్లను గ్రహించడం ద్వారా గానీ విద్యుత్ ఆవేశాన్ని పొందుతాయి. ఒక వస్తువు ఎలక్ట్రాన్లను గ్రహిస్తే, దానిలో ఎలక్ట్రాన్లు అధికంగా ఉంటాయి (ప్రోటాన్ల కొరత ఉంటుంది), దీని ఫలితంగా అది రుణాత్మక ఆవేశాన్ని పొందుతుంది. ఒక వస్తువు ఎలక్ట్రాన్లను విడుదల చేస్తే, దానిలో ఎలక్ట్రాన్లు అధికంగా ఉంటాయి (ప్రోటాన్లు అధికంగా ఉంటాయి), దీని ఫలితంగా అది ధనాత్మక ఆవేశాన్ని పొందుతుంది.
కాబట్టి పై ప్రశ్న ఆధారంగా, ఒక వస్తువు ఎలక్ట్రాన్‌లను విడుదల చేస్తే, ఆ వస్తువుకు ధనాత్మక ఆవేశం ఉందని అంటారు.
సరైన సమాధానం D.

విద్యుత్ శక్తి

4. Q విలువ కలిగిన రెండు విద్యుత్ ఆవేశాలు₁ మరియు Q₂ R దూరంలో ఉన్న ఆవేశం 100 N వికర్షణ బలాన్ని కలిగి ఉంది. రెండు ఆవేశాల మధ్య దూరం 1/3 R కు తగ్గించబడితే, అప్పుడు విద్యుత్ ఆవేశాల వికర్షణ బలం….
ఎ. 33,33 ఎన్
బి. 100 ఎన్
సి. 300 ఎన్
డి. 900 ఎన్
చర్చ
ఇది తెలిసిన విషయమే:
విద్యుత్ ఆవేశం 1 = Q₁
విద్యుత్ ఆవేశం 2 = Q₂
రెండు ఆవేశాల మధ్య దూరం = R
రెండు ఆవేశాల మధ్య వికర్షణ బలం (F) = 100 న్యూటన్లు
వికర్షణ బలం అంటే రెండు విద్యుత్ ఆవేశాలు ఒకే రకానికి చెందినవి, అంటే రెండూ ధనాత్మకమైనవి లేదా రెండూ రుణాత్మకమైనవి.
అడిగినది: రెండు ఆవేశాల మధ్య దూరాన్ని 1/3 R కు తగ్గిస్తే, అప్పుడు విద్యుత్ ఆవేశం యొక్క వికర్షణ బలం...
సమాధానం :
కూలంబ్ నియమ సూత్రం:
F = k Q₁ Q₂ / ఆర్₂
R = 1 అయితే Q విలువ₁.Q₂ లెక్కించవచ్చు:

రెండు ఆవేశాల మధ్య దూరం 1/3 R కు తగ్గితే, అప్పుడు విద్యుత్ ఆవేశం యొక్క వికర్షణ బలం (F) అవుతుంది:

సరైన సమాధానం D.

5. బిందు ఆవేశం Q₁ = +4e మరియు బిందు ఆవేశం Q₂ క్రింది పటంలో చూపిన విధంగా, Q ఆవేశం = -3e ఆవేశాలు ఒకదానికొకటి 0,3 మీటర్ల దూరంలో ఉంచబడ్డాయి. అందువల్ల Q ఆవేశంపై పనిచేసే విద్యుత్ బలం₂ సున్నా, బిందు ఆవేశం Q₃ = +16e ను ఇక్కడ ఉంచాలి….
A. Q కి ఎడమవైపు 0,3 మీ.₁
B. Q కు కుడి వైపున 0,6 మీ.₁
C. Q కు కుడి వైపున 0,6 మీ.₂
D. Q కి ఎడమవైపు 0,9 మీ.₂
చర్చ
ఇది తెలిసిన విషయమే:
ఎలక్ట్రాన్ (-e) లేదా ప్రోటాన్ (+e) యొక్క ఆవేశం = 1,60 x 10^-19 కూలంబ్
బిందు ఆవేశం Q₁ = +4e
బిందు ఆవేశం Q₂ = -3e
బిందు ఆవేశం Q₃ = +16e
బిందు ఛార్జీల మధ్య దూరం Q₁ మరియు బిందు ఆవేశం Q₂ = 0,3 మీటర్లు
ప్రశ్న: ఆవేశం Q పై పనిచేసే విద్యుత్ బలం₂ సున్నా, బిందు ఆవేశం Q₃ = +16e ను ఇక్కడ ఉంచాలి….
సమాధానం :
ఆవేశాల మధ్య విద్యుత్ బలం Q₁ మరియు Q ఛార్జ్ చేయండి₂ :

ఛార్జ్ క్యూ₁ ధనాత్మక మరియు ఆవేశం Q₂ విద్యుత్ బలం F యొక్క దిశ రుణాత్మకంగా ఉండేలా₁₂ ఎడమ వైపుకు (Q ఆవేశం వైపు)₁).

అందువల్ల Q ఆవేశంపై పనిచేసే ఫలిత విద్యుత్ బలం₂ Q ఆవేశాల మధ్య విద్యుత్ బలం యొక్క పరిమాణం సున్నా అయితే₂ మరియు Q ఛార్జ్ చేయండి₃ (F₃₂) = Q ఆవేశాల మధ్య విద్యుత్ బలం యొక్క పరిమాణం₁ మరియు Q ఛార్జ్ చేయండి₂ (F₁₂) మరియు దిశ F₃₂ F దిశకు వ్యతిరేకంగా ఉండాలి₁₂దిశ F₁₂ ఎడమ వైపుకు, అందువల్ల దిశ F₃₂ కుడివైపుకు వెళ్ళాలి. Q గుర్తుంచుకోండి₃ ధనాత్మకంగా ఉంది మరియు Q₂ F ఒక రుణాత్మక ఆవేశం, కాబట్టి దాని దిశ₃₂ కుడి వైపున అప్పుడు ఆవేశం Q₃ Q కు కుడి వైపున ఉంచాలి₂

ఆవేశాల మధ్య దూరం Q₂ మరియు Q ఛార్జ్ చేయండి₃ కూలంబ్ నియమ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించబడింది:

సరైన సమాధానం C.

ప్రశ్న మూలం:

జూనియర్ హైస్కూల్ ఫిజిక్స్ OSN ప్రశ్నలు