Puwersang elektrostatiko – mga problema at solusyon

Puwersang elektrostatiko – mga problema at solusyon

1. Kung ang puwersang estatiko ng kuryente ay 144 N, ano ang distansya sa pagitan ng parehong karga ... (1 μC = 10 ^-6 C at k = 9.10 ⁹ Nm² ^.C -2 ⁾

Kilala:

Puwersang elektrikal (F ₁₂ ) = 144 N

Karga 1 (q ₁ ) = 10 μC = 10 x 10 ^-6 C

Karga 2 (q ₂ ) = 4 μC = 4 x 10 ^-6 C

Constant (k) = 9 x ^10⁻¹ Nm⁻¹ ^{.C⁻¹ -2}

C = Coulomb, N = Newton, m = metro

Hinahanap: Distansya sa pagitan ng parehong karga (r)

solusyon:

Ang ekwasyon ng batas ni Coulomb :

F = ang estatikong puwersang elektrikal, k = konstante ni Coulomb, q = karga ng kuryente, r = distansya sa pagitan ng parehong karga

Distansya sa pagitan ng dalawang karga (r) = 5 x 10 ^-2 metro = 5 x 10 ^-2 x 10 ² cm = 5 cm.

2. Dalawang karga na pinaghihiwalay ng distansyang r . Kung ang estatikong puwersang elektrikal ay 3.6 N, ano ang distansya sa pagitan ng parehong karga (1 μC = 10 ^-6 C at k = 9.10 ⁹ Nm² ^.C -2 ⁾

Kilala:

Puwersang elektrikal (F ₁₂ ) = 3.6 N

Karga 1 (q ₁ ) = 9 μC = 9 x 10 ^-6 C

Karga 2 (q ₂ ) = 4 μC = 4 x 10 ^-6 C

^{Ang konstante ni Coulomb (} k) = 9 x ^10⁻¹ Nm⁻¹ ^.C⁻¹ -2

C = Coulomb, N = Newton, m = metro

Hinahanap: Distansya sa pagitan ng parehong karga (r)

solusyon:

Distansya sa pagitan ng parehong karga (r) = 0.3 m = 0.3 x 100 cm = 30 cm.

3. Mga karga na may tatlong punto gaya ng ipinapakita sa pigura sa ibaba. Ano ang magnitude ng puwersang estatiko na kuryente sa punto A (k = 9.10 ⁹ Nm² ^{.C -2} ; 1 μ = 10 ^-6 )

Kilala:

Bayad Isang (q)_A) = -2 µC = -2 x 10^-6 C

Karga B (q _B ) = 8 μC = 8 x 10 ^-6 C

Karga C (q _C ) = 4,5 μC = 4,5 x 10 ^-6 C

Ang konstante ni Coulomb ⁽ k) = 9 x ^10⁻¹ Nm⁻¹ ^.C⁻¹ -2

Distansya sa pagitan ng mga kargang A at B (r _AB ) = 4 cm = 4 x 10 ^-2 m

Distansya sa pagitan ng mga kargang A at C (r _AC ) = 3 cm = 3 x 10 ^-2 m

C = Coulomb, N = Newton, m = metro

Hinahanap: Ang puwersang estatiko ng kuryente sa punto A

solusyon:

Ang ekwasyon ng batas ni Coulomb:

F = ang estatikong puwersang elektrikal , k = konstante ni Coulomb , q = karga ng kuryente , r = distansya sa pagitan ng parehong karga

Ang estatikong puwersang elektrikal sa punto A:

4. Mga three-point charge gaya ng ipinapakita sa pigura sa ibaba. Ano ang magnitude ng puwersang Coulomb na nararanasan ng Charge B (k = 9.10 ⁹ Nm² ^{.C -2} ; 1 μC = 10 ^-6 C ).

Kilala:

q _A = 10 µC = 10 x 10 ^-6 C = 10 ^-5 Coulomb

q _B = 10 µC = 10 x 10 ^-6 = 10 ^-5 Coulomb

q _C = 20 µC = 20 x 10 ^-6 = 2 x 10 ^-5 Coulomb

r _AB = 0.1 metro = 10 ^-1 m

r _BC = 0.1 metro = 10 ^-1 m

k ⁼ 9 x ^10−2​

Hinahanap: Puwersang Coulomb na naranasan ng Karga B

solusyon:

Mayroong dalawang puwersang coulomb na kumikilos sa kargamento B, ang puwersang Coulomb sa pagitan ng mga kargamento A at B (F _AB ) at ang puwersang Coulomb sa pagitan ng mga kargamento B at C (F _BC ). Ang puwersang Coulomb na nararanasan ng kargamento B ay ang netong puwersa ng F _AB at F _BC.

Puwersa ng Coulomb sa pagitan ng mga kargang A at B:

Positibo ang lagda ng kargang A at positibo rin ang lagda ng kargang B kaya nakaturo ang F _AB sa kargang C.

Puwersa ng Coulomb sa pagitan ng mga kargang B at C:

Positibo ang lagda ng kargang B at positibo ang lagda ng kargang C kaya't nakaturo ang F _BC sa kargang A.

Puwersang Coulomb na nararanasan ng karga B:

F _B = F _BC – F _AB = 180 – 90 = 90 N

Ang puwersang Coulomb na nararanasan ng kargamento B (F₂B₃ ₎ ay 90 Newtons. Ang direksyon ng F₂B₃ _ay kapareho ng direksyon ng _F₂BC₃ patungo sa kargamento A.

5. Tukuyin ang magnitude at direksyon ng puwersang Coulomb sa kargadang B ( k = 9 x 109 ^Nm2C −2 ^, 1 μC = ^{10−6C )}.

Kilala:

Karga A (q _A ) = +Q

Singil B (q _B ) = -2Q

Karga C (q _C ) = -Q

Distansya sa pagitan ng mga kargang A at B (r _AB ) = r

Distansya sa pagitan ng mga kargang B at C (r _BC ) = 2r

k ⁼ 9 x ^10−2​

Hinahanap: Magnitude at direksyon ng puwersang Coulomb sa kargamento B

solusyon:

Puwersa ng Coulomb sa pagitan ng mga kargang A at B:

Positibo ang kargamento A at negatibo ang kargamento B kaya ang direksyon ng F( _AB) ay nakaturo sa kargamento A.

Puwersang Coulomb sa pagitan ng kargamento B at kargamento C:

Negatibo ang kargamento B at negatibo ang kargamento C kaya ang direksyon ng F _BC ay nakaturo sa kargamento A.

Kabuuang puwersa na kumikilos sa kargamento B:

F = F_AB +F_BC = 2 kQ²/r² + 0.5 kQ²/r² = 2.5 kQ²/r² = 2.5 kQ² r^-2

Ang direksyon ng puwersa ay nakaturo sa kargamento A o pakaliwa.